KR102421718B1 - A method and an apparatus for performing artificial intelligence encoding and artificial intelligence decoding - Google Patents

A method and an apparatus for performing artificial intelligence encoding and artificial intelligence decoding Download PDF

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Abstract

하나 이상의 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 원본 영상의 해상도의 크기를 판단하고, 상기 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값보다 크면, 다운스케일용 DNN을 통해 상기 원본 영상으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상을 획득하고, 상기 원본 영상의 해상도가 상기 미리정해진 값 이하이면, 업스케일을 위한 1대1 전처리(pre-process)용 DNN을 통해 상기 원본 영상으로부터 AI 1대1 전처리된 제 1 영상을 획득하고, 상기 제 1 영상을 제 1 부호화하여 영상 데이터를 생성하고, 상기 AI 다운스케일과 관련된 정보 또는 상기 AI 1대1 전처리와 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터 및 상기 영상 데이터를 전송하고, 상기 AI 데이터는, 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보의 선택을 위한 정보를 포함하고, 상기 제 2 영상은, 상기 영상 데이터의 제 1 복호화를 통해 생성되며, 상기 다운스케일용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 다운스케일용 DNN과 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 제1 연계 훈련을 통해 획득되고, 상기 1대1 전처리용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 제 1 연계 훈련을 통해 획득된 상기 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제2 연계 훈련을 통해 획득된 것을 특징으로 하는 영상의 AI 부호화 장치를 제안한다.a memory storing one or more instructions; and a processor executing the one or more instructions stored in the memory, wherein the processor determines the size of the resolution of the original image, and if the resolution of the original image is greater than a predetermined value, the downscaling DNN Acquires an AI downscaled first image from an original image, and if the resolution of the original image is less than or equal to the predetermined value, AI 1 from the original image through DNN for one-to-one pre-processing for upscaling Obtaining a one-to-one preprocessed first image, generating image data by first encoding the first image, and AI data including information related to the AI downscale or information related to the AI one-to-one preprocessing, and the transmit image data, wherein the AI data includes information for selection of DNN setting information of a DNN for upscaling for AI upscaling of a second image, wherein the second image includes first decoding of the image data generated through, and the DNN setting information of the DNN for downscaling is obtained through a first joint training of the DNN for downscaling and the DNN for upscaling for AI upscaling of the second image, and the one-to-one The DNN setting information of the DNN for preprocessing uses the DNN setting information of the DNN for upscaling obtained through the first linked training, and the second linked training of the DNN for the one-to-one preprocessing and the DNN for the upscaling. We propose an AI encoding apparatus for an image, characterized in that it is obtained through

Figure R1020200128877
Figure R1020200128877

Description

인공지능 부호화 및 인공지능 복호화를 수행하기 위한 방법 및 장치 {A method and an apparatus for performing artificial intelligence encoding and artificial intelligence decoding}A method and an apparatus for performing artificial intelligence encoding and artificial intelligence decoding

본 개시는 영상을 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 본 개시는 인공지능(AI) 부호화 및 인공지능 복호화를 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method and apparatus for processing an image, and more particularly, the present disclosure relates to a method and apparatus for performing artificial intelligence (AI) encoding and artificial intelligence decoding.

영상은 소정의 데이터 압축 표준, 예를 들어 MPEG (Moving Picture Expert Group) 표준 등을 따르는 코덱(codec)에 의해 부호화된 후 비트스트림의 형태로 기록매체에 저장되거나 통신 채널을 통해 전송된다.The image is encoded by a codec conforming to a predetermined data compression standard, for example, a Moving Picture Expert Group (MPEG) standard, and then stored in a recording medium in the form of a bitstream or transmitted through a communication channel.

고해상도/고화질의 영상을 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도/고화질의 영상을 효과적으로 부호화 및 복호화할 수 있는 코덱의 필요성이 증대하고 있다.With the development and dissemination of hardware capable of reproducing and storing high-resolution/high-definition images, the need for a codec capable of effectively encoding and decoding high-resolution/high-definition images is increasing.

또한, 저해상도의 영상을 부호화하고, 전송된 저해상도의 영상을 고해상도/고화질의 영상으로 복호화할 수 있는 코덱의 필요성도 증대되고 있다.In addition, the need for a codec capable of encoding a low-resolution image and decoding the transmitted low-resolution image into a high-resolution/high-quality image is also increasing.

일 실시예에 따른 영상의 AI 부호화 및 AI 복호화 방법, 및 장치는 낮은 비트레이트의 달성을 위해 AI 기반으로 영상을 부호화 및 복호화하는 것을 기술적 과제로 한다.The AI encoding and AI decoding method and apparatus of an image according to an embodiment have a technical task of encoding and decoding an image based on AI to achieve a low bit rate.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 개시에서 제안하는 비디오 부호화 장치는, 하나 이상의 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 원본 영상의 해상도의 크기를 판단하고, 상기 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값보다 크면, 다운스케일용 DNN을 통해 상기 원본 영상으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상을 획득하고, 상기 원본 영상의 해상도가 상기 미리정해진 값 이하이면, 업스케일을 위한 1대1 전처리(pre-process)용 DNN을 통해 상기 원본 영상으로부터 AI 1대1 전처리된 제 1 영상을 획득하고, 상기 제 1 영상을 제 1 부호화하여 영상 데이터를 생성하고, 상기 AI 다운스케일과 관련된 정보 또는 상기 AI 1대1 전처리와 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터 및 상기 영상 데이터를 전송하고, 상기 AI 데이터는, 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보의 선택을 위한 정보를 포함하고, 상기 제 2 영상은, 상기 영상 데이터의 제 1 복호화를 통해 생성되며, 상기 다운스케일용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 다운스케일용 DNN과 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 제1 연계 훈련을 통해 획득되고, 상기 1대1 전처리용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 제 1 연계 훈련을 통해 획득된 상기 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제2 연계 훈련을 통해 획득된 것일 수 있다.In order to solve the above technical problem, a video encoding apparatus proposed by the present disclosure includes: a memory for storing one or more instructions; and a processor executing the one or more instructions stored in the memory, wherein the processor determines the size of the resolution of the original image, and if the resolution of the original image is greater than a predetermined value, the original image through DNN for downscaling Acquires an AI downscaled first image from an image, and if the resolution of the original image is less than or equal to the predetermined value, one AI from the original image through DNN for one-to-one pre-processing for upscaling 1 Obtaining a first image preprocessed, generating image data by first encoding the first image, AI data including information related to the AI downscale or information related to the AI one-to-one preprocessing, and the image data is transmitted, and the AI data includes information for selection of DNN setting information of a DNN for upscaling for AI upscaling of a second image, and the second image performs the first decoding of the image data. generated through, and the DNN setting information of the downscaling DNN is obtained through the first joint training of the downscaling DNN and the upscaling DNN for the AI upscaling of the second image, and the one-to-one preprocessing The DNN setting information of the DNN for DNN is, by using the DNN setting information of the DNN for upscaling obtained through the first linked training, through the second linked training of the DNN for the one-to-one preprocessing and the DNN for the upscaling. may have been obtained.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 개시에서 제안하는 비디오 부호화 방법은, 원본 영상의 해상도를 판단하는 단계; 상기 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값 이하이면, 1대1 전처리용 DNN을 통해 AI 1대1 전처리된 제 1 영상을 획득하는 단계; 상기 원본 영상의 해상도가 상기 미리정해진 값보다 크면, 다운스케일용 DNN을 통해 원본 영상으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상을 획득하는 단계; 상기 제 1 영상을 제 1 부호화하여 영상 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 AI 1대1 전처리와 관련된 정보 또는 상기 AI 다운스케일과 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터 및 상기 영상 데이터를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 AI 데이터는, 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보의 선택을 위한 정보를 포함하고, 상기 제 2 영상은, 상기 영상 데이터의 제 1 복호화를 통해 생성되며, 상기 다운스케일용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 다운스케일용 DNN과 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 제1 연계 훈련을 통해 획득되고, 상기 1대1 전처리용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 제 1 연계 훈련을 통해 획득된 상기 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제 2 연계 훈련을 통해 획득된 것일 수 있다.In order to solve the above technical problem, a video encoding method proposed by the present disclosure includes: determining a resolution of an original image; if the resolution of the original image is less than or equal to a predetermined value, acquiring a first image pre-processed by AI through a DNN for one-to-one preprocessing; if the resolution of the original image is greater than the predetermined value, obtaining an AI downscaled first image from the original image through a downscaling DNN; generating image data by first encoding the first image; and transmitting AI data and the image data including information related to the AI one-to-one pre-processing or information related to the AI downscaling, wherein the AI data is upscaled for AI upscaling of the second image. information for selection of DNN configuration information of the DNN for scale, the second image is generated through the first decoding of the image data, and the DNN configuration information of the DNN for downscaling is the downscale DNN and DNN setting information of the DNN for upscaling for AI upscaling of the second image is obtained through a first joint training, and the DNN setting information of the DNN for one-to-one preprocessing is the upscaling obtained through the first joint training It may be obtained through the second joint training of the one-to-one preprocessing DNN and the upscaling DNN using the DNN setting information of the DNN for DNN.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 개시에서 제안하는 비디오 복호화 장치는, 하나 이상의 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 제 1 영상의 제 1 부호화 결과 생성된 영상 데이터 및 원본 영상으로부터 상기 제 1 영상으로의 AI 다운스케일 또는 AI 1대1 전처리와 관련된 AI 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터를 제 1 복호화하여 상기 제 1 영상에 대응하는 제 2 영상을 획득하고, 복수의 DNN 설정 정보 중 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를, 상기 AI 데이터에 기초하여 획득하고, 상기 획득된 DNN 설정 정보로 동작하는 업스케일용 DNN(Deep Neural Network)을 통해 상기 제 2 영상으로부터 AI 업스케일된 제 3 영상을 생성하되, 상기 복수의 DNN 설정 정보는, 상기 업스케일용 DNN과 상기 원본 영상의 AI 다운스케일에 이용되는 다운스케일용 DNN의 제1 연계 훈련과, 상기 제1 연계 훈련 결과 획득된 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 원본 영상의 AI 1대1 전처리에 이용되는 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제2 연계 훈련을 통해 획득된 것일 수 있다. In order to solve the above technical problem, a video decoding apparatus proposed by the present disclosure includes: a memory for storing one or more instructions; and a processor that executes the one or more instructions stored in the memory, wherein the processor includes image data generated as a result of a first encoding of a first image and AI downscale from an original image to the first image, or one AI 1 Acquire AI data related to preprocessing, first decode the image data to obtain a second image corresponding to the first image, and set a DNN for AI upscaling of the second image among a plurality of DNN setting information Obtaining information based on the AI data, and generating an AI upscaled third image from the second image through a Deep Neural Network (DNN) for upscaling that operates with the obtained DNN setting information, The DNN setting information of the DNN setting information for the upscaling DNN and the downscaling DNN used for the AI downscaling of the original image, and the DNN setting information for the AI upscaling obtained as a result of the first cooperative training It may be obtained through second joint training of the DNN for one-to-one pre-processing and the DNN for upscaling used for AI one-to-one pre-processing of the original image.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 개시에서 제안하는 비디오 복호화 방법은, 제 1 영상의 제 1 부호화 결과 생성된 영상 데이터 및 원본 영상으로부터 상기 제 1 영상으로의 AI 다운스케일 또는 AI 1대1 전처리와 관련된 AI 데이터를 획득하는 단계; 상기 영상 데이터를 제 1 복호화하여 상기 제 1 영상에 대응하는 제 2 영상을 획득하는 단계; 복수의 DNN 설정 정보 중 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를, 상기 AI 데이터에 기초하여 획득하는 단계; 및 상기 획득된 DNN 설정 정보로 동작하는 업스케일용 DNN(Deep Neural Network)을 통해 상기 제 2 영상으로부터 AI 업스케일된 제 3 영상을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 DNN 설정 정보는, 상기 업스케일용 DNN과 상기 원본 영상의 AI 다운스케일에 이용되는 다운스케일용 DNN의 제 1 연계 훈련과, 상기 제1 연계 훈련 결과 획득된 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 원본 영상의 AI 1대1 전처리에 이용되는 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제2 연계 훈련을 통해 획득된 것일 수 있다.In order to solve the above technical problem, the video decoding method proposed by the present disclosure relates to image data generated as a result of the first encoding of a first image and AI downscaling from the original image to the first image or AI one-to-one preprocessing. acquiring AI data; obtaining a second image corresponding to the first image by first decoding the image data; obtaining DNN setting information for AI upscaling of the second image from among a plurality of DNN setting information, based on the AI data; and generating an AI upscaled third image from the second image through a deep neural network (DNN) for upscaling that operates with the obtained DNN setting information, wherein the plurality of DNN setting information includes: Using the first coordinated training of the DNN for upscaling and the DNN for downscaling used for the AI downscaling of the original image, and the DNN setting information for AI upscaling obtained as a result of the first coordinated training, the The one-to-one pre-processing DNN used for the AI one-to-one pre-processing may be obtained through the second linkage training of the upscaling DNN.

입력 영상의 해상도를 판단하고, 고해상도의 영상의 다운스케일된 영상을 전송하여 다시 업스케일하여 복원하고, 저해상도의 영상은 영상의 디테일한 정보를 보존하는 1대1 전처리(pre-process)된 영상을 전송하여 업스케일하여 복원함으로써, AI에 기반하여 고해상도의 영상은 다운스케일한 영상을 전송한 뒤 업스케일함으로써, 효율적으로 영상을 전송하여 고해상도의 영상으로 복원되고, 저해상도의 영상은 콘텐츠 제공자가 고해상도의 영상을 새로 만들지 않고, 기존의 저해상도의 영상의 디테일한 정보를 보존하여 전송한 뒤 업스케일함으로써, 화질 열화를 방지하여 화질이 향상된 고해상도의 영상이 생성될 수 있다.The resolution of the input image is determined, the downscaled image of the high-resolution image is transmitted, and the upscaled image is restored, and the low-resolution image is a one-to-one pre-processed image that preserves the detailed information of the image. By transmitting and upscaling and restoring, a high-resolution image based on AI transmits the downscaled image and then upscales it, efficiently transmitting the image and restoring it to a high-resolution image, and the content provider of the low-resolution image Without creating a new image, by preserving and transmitting detailed information of an existing low-resolution image and then upscaling, a high-resolution image with improved image quality can be generated by preventing image quality deterioration.

본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 AI 부호화 과정 및 AI 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 제 2 DNN을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 컨볼루션 레이어에 의한 컨볼루션 연산을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 여러 영상 관련 정보들과 여러 DNN 설정 정보들 사이의 매핑 관계를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6은 복수의 프레임으로 구성된 제 2 영상을 도시하는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 AI 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 원본 영상의 AI 다운스케일을 위한 제 1 DNN을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 AI 부호화 데이터의 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 AI 부호화 데이터의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 제 1 DNN 및 제 2 DNN을 훈련시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 훈련 장치에 의한 제 1 DNN 및 제 2 DNN의 훈련 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 AI(artificial intelligence) 부호화 과정 및 AI 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 원본 영상의 AI 1대1 전처리(pre-process)를 위한 제 3 DNN을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 AI 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 16은 제 3 DNN을 제 2 DNN과 연계 훈련시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 훈련 장치에 의한 제 3 DNN 및 제 2 DNN의 훈련 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 AI 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 AI 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 20은 일 실시예에 따른 AI(artificial intelligence) 부호화 과정 및 AI 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 AI 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
In order to more fully understand the drawings cited herein, a brief description of each drawing is provided.
1 is a diagram for explaining an AI encoding process and an AI decoding process according to an embodiment.
2 is a block diagram illustrating a configuration of an AI decoding apparatus according to an embodiment.
3 is an exemplary diagram illustrating a second DNN for AI upscaling of a second image.
4 is a diagram for explaining a convolution operation using a convolution layer.
5 is an exemplary diagram illustrating a mapping relationship between various pieces of image-related information and various pieces of DNN configuration information.
6 is a diagram illustrating a second image composed of a plurality of frames.
7 is a block diagram illustrating a configuration of an AI encoding apparatus according to an embodiment.
8 is an exemplary diagram illustrating a first DNN for AI downscaling of an original video.
9 is a diagram illustrating a structure of AI encoded data according to an embodiment.
10 is a diagram illustrating a structure of AI encoded data according to another embodiment.
11 is a diagram for explaining a method of training a first DNN and a second DNN.
12 is a diagram for explaining a training process of a first DNN and a second DNN by a training apparatus.
13 is a diagram for describing an artificial intelligence (AI) encoding process and an AI decoding process according to an embodiment.
14 is an exemplary diagram illustrating a third DNN for AI one-to-one pre-processing of an original image.
15 is a block diagram illustrating a configuration of an AI encoding apparatus according to an embodiment.
16 is a diagram for explaining a method of training a third DNN in association with a second DNN.
17 is a diagram for explaining a training process of a third DNN and a second DNN by a training apparatus.
18 is a flowchart illustrating an AI decoding method according to an embodiment.
19 is a flowchart illustrating an AI encoding method according to an embodiment.
20 is a diagram for explaining an artificial intelligence (AI) encoding process and an AI decoding process according to an embodiment.
21 is a block diagram illustrating a configuration of an AI encoding apparatus according to an embodiment.

본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시의 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시는 여러 실시예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present disclosure can make various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through the detailed description. However, this is not intended to limit the embodiments of the present disclosure, and it should be understood that the present disclosure includes all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of various embodiments.

실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description process of the specification are only identifiers for distinguishing one component from other components.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, when a component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It should be understood that, unless there is a description to the contrary, it may be connected or connected through another element in the middle.

또한, 본 명세서에서 '~부(유닛)', '모듈' 등으로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, in the present specification, components expressed as '~ part (unit)', 'module', etc. are two or more components combined into one component, or two or more components for each more subdivided function. may be differentiated into In addition, each of the components to be described below may additionally perform some or all of the functions of other components in addition to the main functions that each component is responsible for, and some of the main functions of each of the components may have different functions. It goes without saying that it may be performed exclusively by the component.

또한, 본 명세서에서, '영상(image)' 또는 '픽처'는 정지영상, 복수의 연속된 정지영상(또는 프레임)으로 구성된 동영상, 또는 비디오를 나타낼 수 있다.Also, in this specification, an 'image' or 'picture' may indicate a still image, a moving picture composed of a plurality of continuous still images (or frames), or a video.

또한, 본 명세서에서 'DNN(deep neural network)'은 뇌 신경을 모사한 인공신경망 모델의 대표적인 예시로써, 특정 알고리즘을 사용한 인공신경망 모델로 한정되지 않는다.Also, in the present specification, a 'deep neural network (DNN)' is a representative example of an artificial neural network model simulating a brain nerve, and is not limited to an artificial neural network model using a specific algorithm.

또한, 본 명세서에서 '파라미터'는 뉴럴 네트워크를 이루는 각 레이어의 연산 과정에서 이용되는 값으로서 예를 들어, 입력 값을 소정 연산식에 적용할 때 이용되는 가중치를 포함할 수 있다. 또한, 파라미터는 매트릭스 형태로 표현될 수 있다. 파라미터는 훈련의 결과로 설정되는 값으로서, 필요에 따라 별도의 훈련 데이터(training data)를 통해 갱신될 수 있다.Also, in the present specification, a 'parameter' is a value used in a calculation process of each layer constituting a neural network, and may include, for example, a weight used when an input value is applied to a predetermined calculation expression. Also, the parameter may be expressed in a matrix form. A parameter is a value set as a result of training, and may be updated through separate training data if necessary.

또한, 본 명세서에서 '제 1 DNN'은 영상의 AI 다운스케일을 위해 이용되는 DNN을 의미하고, '제 2 DNN'은 영상의 AI 업스케일을 위해 이용되는 DNN을 의미한다.In addition, in this specification, 'first DNN' means a DNN used for AI downscaling of an image, and 'second DNN' means a DNN used for AI upscaling of an image.

또한, 본 명세서에서 'DNN 설정 정보'는 DNN을 구성하는 요소와 관련된 정보로서 전술한 파라미터를 포함한다. DNN 설정 정보를 이용하여 제 1 DNN 또는 제 2 DNN이 설정될 수 있다.In addition, in the present specification, 'DNN configuration information' includes the aforementioned parameters as information related to elements constituting the DNN. The first DNN or the second DNN may be configured using the DNN configuration information.

또한, 본 명세서에서 '원본 영상'은 AI 부호화의 대상이 되는 영상을 의미하고, '제 1 영상'은 AI 부호화 과정에서 원본 영상의 AI 다운스케일 결과 획득된 영상을 의미한다. 또한, '제 2 영상'은 AI 복호화 과정에서 제 1 복호화를 통해 획득된 영상을 의미하고, '제 3 영상'은 AI 복호화 과정에서 제 2 영상을 AI 업스케일하여 획득된 영상을 의미한다.In addition, in this specification, the 'original image' refers to an image to be subjected to AI encoding, and the 'first image' refers to an image obtained as a result of AI downscaling of the original image in the AI encoding process. In addition, the 'second image' refers to an image obtained through the first decoding in the AI decoding process, and the 'third image' refers to an image obtained by AI upscaling the second image in the AI decoding process.

또한, 본 명세서에서 'AI 다운스케일'은 AI 기반으로 영상의 해상도를 감소시키는 처리를 의미하고, '제 1 부호화'는 주파수 변환 기반의 영상 압축 방법에 의한 부호화 처리를 의미한다. 또한, '제 1 복호화'는 주파수 변환 기반의 영상 복원 방법에 의한 복호화 처리를 의미하고, 'AI 업스케일'은 AI 기반으로 영상의 해상도를 증가시키는 처리를 의미한다.In addition, in this specification, 'AI downscaling' refers to a process of reducing the resolution of an image based on AI, and 'first encoding' refers to an encoding process by a frequency transform-based image compression method. In addition, 'first decoding' refers to a decoding process by a frequency transformation-based image restoration method, and 'AI upscaling' refers to a process of increasing the resolution of an image based on AI.

도 1은 일 실시예에 따른 AI(artificial intelligence) 부호화 과정 및 AI 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an artificial intelligence (AI) encoding process and an AI decoding process according to an embodiment.

전술한 바와 같이, 영상의 해상도가 급격히 커짐에 따라 부호화/복호화를 위한 정보 처리량이 많아지게 되고, 이에 따라 영상의 부호화 및 복호화 효율을 향상시키기 위한 방안이 필요하다. As described above, as the resolution of an image rapidly increases, the amount of information processing for encoding/decoding increases. Accordingly, a method for improving encoding and decoding efficiency of an image is required.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 해상도가 큰 원본 영상(105)을 AI 다운스케일(110)하여 제 1 영상(115)을 획득한다. 그리고, 상대적으로 작은 해상도의 제 1 영상(115)을 대상으로 하여 제 1 부호화(120) 및 제 1 복호화(130)를 수행하므로, 원본 영상(105)을 대상으로 하여 제 1 부호화(120) 및 제 1 복호화(130)를 수행하는 경우에 비해 비트레이트를 크게 감소시킬 수 있다. As shown in FIG. 1 , according to an embodiment of the present disclosure, a first image 115 is acquired by AI downscaling 110 of an original image 105 having a high resolution. In addition, since the first encoding 120 and the first decoding 130 are performed on the first image 115 of a relatively small resolution, the first encoding 120 and Compared to the case of performing the first decoding 130 , the bit rate may be greatly reduced.

도 1을 참조하여 상세히 설명하면, 일 실시예는 AI 부호화 과정에서, 원본 영상(105)을 AI 다운스케일(110)하여 제 1 영상(115)을 획득하고, 제 1 영상(115)을 제 1 부호화(120)한다. AI 복호화 과정에서는, AI 부호화 결과 획득된 AI 데이터와 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 수신하고, 제 1 복호화(130)를 통해 제 2 영상(135)을 획득하고, 제 2 영상(135)을 AI 업스케일(140)하여 제 3 영상(145)을 획득한다.1 , in an embodiment, in the AI encoding process, the original image 105 is AI downscaled 110 to obtain a first image 115 , and the first image 115 is first Encoding (120). In the AI decoding process, AI encoding data including AI data and image data obtained as a result of AI encoding is received, a second image 135 is obtained through the first decoding 130, and the second image 135 is A third image 145 is obtained by AI upscaling 140 .

AI 부호화 과정을 좀 더 상세히 살펴보면, 원본 영상(105)을 입력받으면, 소정 해상도 및/또는 소정 화질의 제 1 영상(115)을 획득하기 위해 원본 영상(105)을 AI 다운스케일(110)한다. 이때, AI 다운스케일(110)은 AI 기반으로 수행되는데, AI 다운스케일(110)을 위한 AI는 제 2 영상(135)의 AI 업스케일(140)을 위한 AI와 연계되어 훈련되어야(joint trained) 한다. 왜냐하면, AI 다운스케일(110)을 위한 AI와 AI 업스케일(140)을 위한 AI가 분리되어 훈련되는 경우, AI 부호화 대상인 원본 영상(105)과 AI 복호화를 통해 복원된 제 3 영상(145) 사이의 차이가 커지게 되기 때문이다.Looking at the AI encoding process in more detail, when the original image 105 is input, the original image 105 is AI downscaled 110 to obtain the first image 115 of a predetermined resolution and/or a predetermined image quality. At this time, the AI downscaling 110 is performed based on AI, the AI for the AI downscaling 110 must be trained in connection with the AI for the AI upscaling 140 of the second image 135 (joint trained) do. Because, when the AI for the AI downscaling 110 and the AI for the AI upscaling 140 are separately trained, between the original image 105 that is the AI encoding target and the third image 145 restored through AI decoding because the difference between

본 개시의 실시예에서는, AI 부호화 과정과 AI 복호화 과정에서 이러한 연계 관계를 유지하기 위해, AI 데이터를 이용할 수 있다. 따라서, AI 부호화 과정을 통해 획득된 AI 데이터는 업스케일 타겟을 나타내는 정보를 포함하여야 하고, AI 복호화 과정에서는 AI 데이터에 기초하여 확인되는 업스케일 타겟에 따라 제 2 영상(135)을 AI 업스케일(140)하여야 한다.In an embodiment of the present disclosure, AI data may be used in order to maintain this linkage in the AI encoding process and the AI decoding process. Therefore, the AI data obtained through the AI encoding process should include information indicating the upscale target, and in the AI decoding process, the second image 135 is AI upscaled ( 140) should be done.

AI 다운스케일(110)을 위한 AI 및 AI 업스케일(140)을 위한 AI는 DNN(deep neural network)으로 구현될 수 있다. 도 11을 참조하여 후술하는 바와 같이, 제 1 DNN과 제 2 DNN은 소정 타겟 하에 손실 정보의 공유를 통해 연계 훈련되므로, AI 부호화 장치는 제 1 DNN과 2 DNN이 연계 훈련할 때 이용된 타겟 정보를 AI 복호화 장치로 제공하고, AI 복호화 장치는 제공받은 타겟 정보에 기초하여 제 2 영상(135)을 타겟하는 화질 및/또는 해상도로 AI 업스케일(140)할 수 있다.AI for AI downscaling 110 and AI for AI upscaling 140 may be implemented as a deep neural network (DNN). As will be described later with reference to FIG. 11 , since the first DNN and the second DNN are jointly trained through sharing of loss information under a predetermined target, the AI encoding apparatus uses target information used when the first DNN and the second DNN are jointly trained. is provided to the AI decoding apparatus, and the AI decoding apparatus may upscale the AI to the image quality and/or resolution targeting the second image 135 based on the received target information.

도 1에 도시된 제 1 부호화(120) 및 제 1 복호화(130)에 대해 상세히 설명하면, 원본 영상(105)으로부터 AI 다운스케일(110)된 제 1 영상(115)은 제 1 부호화(120)를 통해 정보량이 감축될 수 있다. 제 1 부호화(120)는, 제 1 영상(115)을 예측하여 예측 데이터를 생성하는 과정, 제 1 영상(115)과 예측 데이터 사이의 차이에 해당하는 잔차 데이터를 생성하는 과정, 공간 영역 성분인 잔차 데이터를 주파수 영역 성분으로 변환(transformation)하는 과정, 주파수 영역 성분으로 변환된 잔차 데이터를 양자화(quantization)하는 과정 및 양자화된 잔차 데이터를 엔트로피 부호화하는 과정 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1 부호화 과정(120)은 MPEG-2, H.264 AVC(Advanced Video Coding), MPEG-4, HEVC(High Efficiency Video Coding), VC-1, VP8, VP9 및 AV1(AOMedia Video 1) 등 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법들 중의 하나를 통해 구현될 수 있다.When the first encoding 120 and the first decoding 130 shown in FIG. 1 are described in detail, the first image 115 AI downscaled 110 from the original image 105 is the first encoding 120 . can reduce the amount of information. The first encoding 120 includes a process of predicting the first image 115 to generate prediction data, a process of generating residual data corresponding to a difference between the first image 115 and the prediction data, and a spatial domain component. It may include a process of transforming the residual data into a frequency domain component, a process of quantizing the residual data transformed into a frequency domain component, and a process of entropy encoding the quantized residual data. Such a first encoding process 120 is MPEG-2, H.264 Advanced Video Coding (AVC), MPEG-4, High Efficiency Video Coding (HEVC), VC-1, VP8, VP9 and AV1 (AOMedia Video 1). It can be implemented through one of the image compression methods using frequency transformation, etc.

제 1 영상(115)에 대응하는 제 2 영상(135)은 영상 데이터의 제 1 복호화(130)를 통해 복원될 수 있다. 제 1 복호화(130)는, 영상 데이터를 엔트로피 복호화하여 양자화된 잔차 데이터를 생성하는 과정, 양자화된 잔차 데이터를 역양자화하는 과정, 주파수 영역 성분의 잔차 데이터를 공간 영역 성분으로 변환하는 과정, 예측 데이터를 생성하는 과정 및 예측 데이터와 잔차 데이터를 이용하여 제 2 영상(135)을 복원하는 과정 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1 복호화(130) 과정은 제 1 부호화(120) 과정에서 사용된 MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 등 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법들 중의 하나에 대응되는 영상 복원 방법을 통해 구현될 수 있다.The second image 135 corresponding to the first image 115 may be restored through the first decoding 130 of image data. The first decoding 130 includes a process of generating quantized residual data by entropy-decoding image data, a process of inverse quantizing the quantized residual data, a process of transforming the residual data of a frequency domain component into a spatial domain component, a process of predicting data It may include a process of generating , and a process of reconstructing the second image 135 using prediction data and residual data. The first decoding 130 process as described above is an image compression using frequency conversion such as MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 and AV1 used in the first encoding 120 process. It may be implemented through an image restoration method corresponding to one of the methods.

AI 부호화 과정을 통해 획득된 AI 부호화 데이터는, 제 1 영상(115)의 제 1 부호화(120) 결과 획득된 영상 데이터 및 원본 영상(105)의 AI 다운스케일(110)과 관련된 AI 데이터를 포함할 수 있다. 영상 데이터는 제 1 복호화(130) 과정에서 이용될 수 있으며, AI 데이터는 AI 업스케일(140) 과정에서 이용될 수 있다.The AI encoded data obtained through the AI encoding process may include image data obtained as a result of the first encoding 120 of the first image 115 and AI data related to the AI downscale 110 of the original image 105. can The image data may be used in the first decoding 130 process, and the AI data may be used in the AI upscaling 140 process.

영상 데이터는 비트스트림 형태로 전송될 수 있다. 영상 데이터는 제 1 영상(115) 내 픽셀 값들에 기초하여 획득되는 데이터, 예를 들어, 제 1 영상(115)과 제 1 영상(115)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 영상 데이터는 제 1 영상(115)의 제 1 부호화(120) 과정에서 이용된 정보들을 포함한다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(115)을 제 1 부호화(120)하는데 이용된 예측 모드(mode) 정보, 움직임 정보, 및 제 1 부호화(120)에서 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다. 영상 데이터는 MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 등 주파수 변환을 이용하는 영상 압축 방법 중 제 1 부호화(120) 과정에서 이용된 영상 압축 방법의 규칙, 예를 들어, 신택스(syntax)에 따라 생성될 수 있다.The image data may be transmitted in the form of a bitstream. The image data may include data obtained based on pixel values in the first image 115 , for example, residual data that is a difference between the first image 115 and prediction data of the first image 115 . . Also, the image data includes information used in the process of the first encoding 120 of the first image 115 . For example, the image data includes prediction mode information used for the first encoding 120 of the first image 115 , motion information, and quantization parameter related information used in the first encoding 120 , etc. can do. The image data is the image compression method used in the first encoding 120 process among the image compression methods using frequency conversion such as MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 and AV1. It may be generated according to a rule, for example, a syntax.

AI 데이터는 제 2 DNN에 기반한 AI 업스케일(140)에 이용된다. 전술한 바와 같이, 제 1 DNN과 제 2 DNN은 연계 훈련되기 때문에, AI 데이터는 제 2 DNN을 통한 제 2 영상(135)의 정확한 AI 업스케일(140)이 수행될 수 있게 하는 정보를 포함한다. AI 복호화 과정에서는 AI 데이터에 기반하여 제 2 영상(135)을 타겟하는 해상도 및/또는 화질로 AI 업스케일(140)할 수 있다.AI data is used for AI upscaling 140 based on the second DNN. As described above, since the first DNN and the second DNN are jointly trained, the AI data includes information enabling the accurate AI upscaling 140 of the second image 135 through the second DNN to be performed. . In the AI decoding process, the AI upscaling 140 may be performed to a resolution and/or image quality targeting the second image 135 based on the AI data.

AI 데이터는 비트스트림의 형태로 영상 데이터와 함께 전송될 수 있다. 구현예에 따라, AI 데이터는 프레임이나 패킷 형태로 영상 데이터와 구분되어 전송될 수도 있다. AI data may be transmitted together with image data in the form of a bitstream. According to an embodiment, AI data may be transmitted separately from image data in the form of frames or packets.

또는 구현예에 따라, AI 데이터는 영상 데이터에 포함되어 전송될 수도 있다.Alternatively, according to an embodiment, AI data may be transmitted while being included in image data.

영상 데이터와 AI 데이터는 동일한 네트워크 또는 서로 상이한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.The image data and AI data may be transmitted through the same network or different networks.

도 2는 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an AI decoding apparatus 200 according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)를 포함한다. AI 복호화부(230)는 파싱부(232), 제 1 복호화부(234), AI 업스케일부(236) 및 AI 설정부(238)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the AI decoding apparatus 200 according to an embodiment includes a receiving unit 210 and an AI decoding unit 230 . The AI decoding unit 230 may include a parsing unit 232 , a first decoding unit 234 , an AI upscaling unit 236 , and an AI setting unit 238 .

도 2에는 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)가 개별적인 장치로 도시되어 있으나, 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 전용 프로세서로 구현될 수도 있고, AP(application processor) 또는 CPU(central processing unit), GPU(graphic processing unit)와 같은 범용 프로세서와 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 또한, 전용 프로세서의 경우, 본 개시의 실시예를 구현하기 위한 메모리를 포함하거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함할 수 있다.Although the receiver 210 and the AI decoder 230 are illustrated as separate devices in FIG. 2 , the receiver 210 and the AI decoder 230 may be implemented through one processor. In this case, the receiving unit 210 and the AI decoding unit 230 may be implemented as a dedicated processor, and a general-purpose processor such as an application processor (AP), a central processing unit (CPU), or a graphic processing unit (GPU) and S/W It may be implemented through a combination of In addition, the dedicated processor may include a memory for implementing an embodiment of the present disclosure or a memory processing unit for using an external memory.

수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 복수의 프로세서로 구성될 수도 있다. 이 경우, 전용 프로세서들의 조합으로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 다수의 범용 프로세서들과 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 일 실시예에서, 수신부(210)는 제 1 프로세서로 구현되고, 제 1 복호화부(234)는 제 1 프로세서와 상이한 제 2 프로세서로 구현되고, 파싱부(232), AI 업스케일부(236) 및 AI 설정부(238)는 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서와 상이한 제 3 프로세서로 구현될 수 있다.The receiver 210 and the AI decoder 230 may include a plurality of processors. In this case, it may be implemented as a combination of dedicated processors, or may be implemented through a combination of S/W with a plurality of general-purpose processors such as an AP, CPU, or GPU. In one embodiment, the receiving unit 210 is implemented as a first processor, the first decoding unit 234 is implemented as a second processor different from the first processor, the parsing unit 232, the AI upscaling unit 236 and the AI setting unit 238 may be implemented as a third processor different from the first processor and the second processor.

수신부(210)는 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 수신한다. 일 예로, AI 부호화 데이터는 mp4, mov 등의 파일 형식을 갖는 비디오 파일일 수 있다.The receiving unit 210 receives AI encoded data obtained as a result of AI encoding. As an example, the AI-encoded data may be a video file having a file format such as mp4 or mov.

수신부(210)는 네트워크를 통해 전달되는 AI 부호화 데이터를 수신할 수 있다. 수신부(210)는 AI 부호화 데이터를 AI 복호화부(230)로 출력한다.The receiver 210 may receive AI-encoded data transmitted through a network. The receiving unit 210 outputs the AI encoded data to the AI decoding unit 230 .

일 실시예에서, AI 부호화 데이터는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium) 등을 포함하는 데이터 저장 매체로부터 획득된 것일 수도 있다.In one embodiment, the AI-encoded data is a hard disk, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floppy disks. It may be obtained from a data storage medium including an optical medium).

파싱부(232)는 AI 부호화 데이터를 파싱하여 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과로 생성된 영상 데이터를 제 1 복호화부(234)로 전달하고, AI 데이터를 AI 설정부(238)로 전달한다.The parsing unit 232 parses the AI encoded data and transmits image data generated as a result of the first encoding of the first image 115 to the first decoder 234 , and transmits the AI data to the AI setting unit 238 . transmit

일 실시예에서, 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터 내에 서로 분리되어 포함된 영상 데이터와 AI 데이터를 파싱할 수 있다. 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터 내의 헤더를 읽어 AI 부호화 데이터 내에 포함되어 있는 AI 데이터와 영상 데이터를 구분할 수 있다. 일 예에서, AI 데이터는 HDMI 스트림 내의 VSIF(Vendor Specific InfoFrame)에 포함될 수 있다.In an embodiment, the parsing unit 232 may parse the image data and the AI data separately included in the AI encoded data. The parsing unit 232 may read the header in the AI-encoded data to distinguish the AI data and the image data included in the AI-encoded data. In one example, AI data may be included in a Vendor Specific InfoFrame (VSIF) in the HDMI stream.

서로 분리된 AI 데이터와 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터의 구조는 도 9를 참조하여 후술한다.The structure of AI encoded data including AI data and image data separated from each other will be described later with reference to FIG. 9 .

다른 실시예에서, 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터에서 영상 데이터를 파싱하고, 영상 데이터로부터 AI 데이터를 추출한 후, AI 데이터를 AI 설정부(238)로 전달하고, 나머지 영상 데이터를 제 1 복호화부(234)로 전달할 수 있다. 즉, AI 데이터는 영상 데이터에 포함될 수 있는데, 예를 들어, AI 데이터는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림의 부가 정보 영역인 SEI(Supplemental enhancement information)에 포함될 수 있다. AI 데이터가 포함된 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터의 구조는 도 10을 참조하여 후술한다.In another embodiment, the parsing unit 232 parses the image data from the AI encoded data, extracts the AI data from the image data, transmits the AI data to the AI setting unit 238, and first decodes the remaining image data. may be transmitted to the unit 234 . That is, AI data may be included in image data. For example, AI data may be included in supplemental enhancement information (SEI), which is an additional information area of a bitstream corresponding to image data. The structure of AI-encoded data including image data including AI data will be described later with reference to FIG. 10 .

다른 실시예에서, 파싱부(232)는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림을 제 1 복호화부(234)에서 처리될 비트스트림과 AI 데이터에 해당하는 비트스트림으로 분할하고, 분할된 각각의 비트스트림을 제 1 복호화부(234)와 AI 설정부(238)로 출력할 수 있다.In another embodiment, the parsing unit 232 divides the bitstream corresponding to the image data into a bitstream to be processed by the first decoding unit 234 and a bitstream corresponding to AI data, and divides each divided bitstream It may output to the first decoding unit 234 and the AI setting unit 238 .

파싱부(232)는 AI 부호화 데이터에 포함된 영상 데이터가 소정의 코덱(예를 들어, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1)을 통해 획득된 영상 데이터인 것으로 확인할 수도 있다. 이 경우, 영상 데이터가 상기 확인된 코덱으로 처리될 수 있도록, 해당 정보를 제 1 복호화부(234)로 전달할 수 있다.The parsing unit 232 obtains image data included in the AI encoded data through a predetermined codec (eg, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, or AV1). It can also be confirmed that it is the image data that has been processed. In this case, the corresponding information may be transmitted to the first decoder 234 so that the image data can be processed by the identified codec.

제 1 복호화부(234)는 파싱부(232)로부터 수신된 영상 데이터에 기초하여 제 1 영상(115)에 대응하는 제 2 영상(135)을 복원한다. 제 1 복호화부(234)에 의해 획득된 제 2 영상(135)은 AI 업스케일부(236)로 제공된다.The first decoder 234 reconstructs the second image 135 corresponding to the first image 115 based on the image data received from the parser 232 . The second image 135 obtained by the first decoder 234 is provided to the AI upscaler 236 .

구현예에 따라, 예측 모드 정보, 움직임 정보, 양자화 파라미터 정보 등의 제 1 복호화 관련 정보가 제 1 복호화부(234)로부터 AI 설정부(238)로 제공될 수 있다. 제 1 복호화 관련 정보는 DNN 설정 정보를 획득하는데 이용될 수 있다.According to an embodiment, first decoding-related information such as prediction mode information, motion information, and quantization parameter information may be provided from the first decoding unit 234 to the AI setting unit 238 . The first decoding related information may be used to obtain DNN configuration information.

AI 설정부(238)로 제공되는 AI 데이터는, 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 이때, 제 2 영상(135)의 업스케일 타겟은 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하여야 한다. 따라서, AI 데이터는 제 1 DNN의 다운스케일 타겟을 확인할 수 있는 정보가 포함되어야 한다.The AI data provided to the AI setting unit 238 includes information enabling AI upscaling of the second image 135 . In this case, the upscale target of the second image 135 should correspond to the downscale target of the first DNN. Therefore, the AI data should include information that can confirm the downscale target of the first DNN.

AI 데이터에 포함된 정보를 구체적으로 예시하면, 원본 영상(105)의 해상도와 제 1 영상(115)의 해상도의 차이 정보, 제 1 영상(115) 관련 정보가 있다. Specifically exemplifying the information included in the AI data, there are information about a difference between the resolution of the original image 105 and the resolution of the first image 115 , and information related to the first image 115 .

차이 정보는, 원본 영상(105) 대비 제 1 영상(115)의 해상도 변환 정도에 대한 정보(예를 들어, 해상도 변환율 정보)로 표현될 수 있다. 그리고, 복원된 제 2 영상(135)의 해상도를 통해 제 1 영상(115)의 해상도를 알게 되고 이를 통해 해상도 변환 정도를 확인할 수 있기 때문에, 차이 정보는 원본 영상(105)의 해상도 정보만으로 표현될 수도 있다. 여기서 해상도 정보는 가로/세로의 화면 사이즈로 표현될 수도 있고, 비율(16:9, 4:3 등)과 한 축의 사이즈로 표현될 수도 있다. 또한, 기 설정된 해상도 정보가 있는 경우는 인덱스 또는 플래그의 형태로 표현될 수도 있다.The difference information may be expressed as information about a resolution conversion degree of the first image 115 compared to the original image 105 (eg, resolution conversion rate information). And, since the resolution of the first image 115 is known through the resolution of the restored second image 135 and the degree of resolution conversion can be confirmed through this, the difference information can be expressed only with the resolution information of the original image 105 . may be Here, the resolution information may be expressed as a horizontal/vertical screen size, or it may be expressed as a ratio (16:9, 4:3, etc.) and a size of one axis. In addition, when there is preset resolution information, it may be expressed in the form of an index or a flag.

그리고, 제 1 영상(115) 관련 정보는, 제 1 영상(115)의 해상도, 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트 및 제 1 영상(115)의 제 1 부호화시 이용된 코덱 타입 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.The information related to the first image 115 includes the resolution of the first image 115 , the bit rate of image data obtained as a result of the first encoding of the first image 115 , and the first encoding of the first image 115 . It may include information on at least one of the codec types used at the time of operation.

AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 차이 정보 및 제 1 영상(115) 관련 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제 2 영상(135)의 업스케일 타겟을 결정할 수 있다. 업스케일 타겟은 예를 들어, 제 2 영상(135)을 어느 정도의 해상도로 업스케일하여야 하는지를 나타낼 수 있다. AI 업스케일부(236)는 업스케일 타겟이 결정되면, 업스케일 타겟에 대응하는 제 3 영상(145)을 획득하기 위해 제 2 DNN을 통해 제 2 영상(135)을 AI 업스케일한다.The AI setting unit 238 may determine an upscale target of the second image 135 based on at least one of difference information included in the AI data and information related to the first image 115 . The upscaling target may indicate, for example, to which resolution the second image 135 should be upscaled. When the upscaling target is determined, the AI upscaling unit 236 AI upscales the second image 135 through the second DNN to obtain a third image 145 corresponding to the upscaling target.

AI 설정부(238)가 AI 데이터에 기초하여 업스케일 타겟을 결정하는 방법을 설명하기에 앞서, 제 2 DNN을 통한 AI 업스케일 과정에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.Prior to explaining a method for the AI setting unit 238 to determine an upscaling target based on AI data, an AI upscaling process through the second DNN will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .

도 3은 제 2 영상(135)의 AI 업스케일을 위한 제 2 DNN(300)을 나타내는 예시적인 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 제 1 컨볼루션 레이어(310)에서의 컨볼루션 연산을 도시하고 있다. 3 is an exemplary diagram illustrating a second DNN 300 for AI upscaling of a second image 135, and FIG. 4 is a convolution operation in the first convolution layer 310 shown in FIG. is showing

도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 영상(135)은 제 1 컨볼루션 레이어(310)로 입력된다. 도 3에 도시된 제 1 컨볼루션 레이어(310)에 표시된 3X3X4는 3 x 3의 크기의 4개의 필터 커널을 이용하여 1개의 입력 영상에 대해 컨볼루션 처리를 하는 것을 예시한다. 컨볼루션 처리 결과 4개의 필터 커널에 의해 4개의 특징 맵이 생성된다. 각 특징 맵은 제 2 영상(135)의 고유한 특성들을 나타낸다. 예를 들어, 각 특징 맵은 제 2 영상(135)의 수직 방향 특성, 수평 방향 특성 또는 에지 특성 등을 나타낼 수 있다.3 , the second image 135 is input to the first convolutional layer 310 . 3X3X4 displayed in the first convolution layer 310 shown in FIG. 3 exemplifies convolution processing on one input image using four filter kernels having a size of 3×3. As a result of the convolution process, four feature maps are generated by four filter kernels. Each feature map represents unique characteristics of the second image 135 . For example, each feature map may represent a vertical direction characteristic, a horizontal direction characteristic, or an edge characteristic of the second image 135 .

도 4를 참조하여, 제 1 컨볼루션 레이어(310)에서의 컨볼루션 연산에 대해 상세히 설명한다.A convolution operation in the first convolution layer 310 will be described in detail with reference to FIG. 4 .

제 1 컨볼루션 레이어(310)에서 이용되는 3 X 3의 크기를 갖는 필터 커널(430)의 파라미터들과 그에 대응하는 제 2 영상(135) 내 픽셀 값들 사이의 곱 연산 및 덧셈 연산을 통해 하나의 특징 맵(450)이 생성될 수 있다. 제 1 컨볼루션 레이어(310)에서는 4개의 필터 커널이 이용되므로, 4개의 필터 커널을 이용한 컨볼루션 연산 과정을 통해 4개의 특징 맵이 생성될 수 있다.Through the multiplication operation and addition operation between the parameters of the filter kernel 430 having a size of 3 X 3 used in the first convolution layer 310 and the pixel values in the second image 135 corresponding thereto, one A feature map 450 may be generated. Since four filter kernels are used in the first convolution layer 310 , four feature maps may be generated through a convolution operation process using the four filter kernels.

도 4에서 제 2 영상(135)에 표시된 I1 내지 I49는 제 2 영상(135)의 픽셀들을 나타내고, 필터 커널(430)에 표시된 F1 내지 F9는 필터 커널(430)의 파라미터들을 나타낸다. 또한, 특징 맵(450)에 표시된 M1 내지 M9는 특징 맵(450)의 샘플들을 나타낸다. In FIG. 4 , I1 to I49 displayed on the second image 135 indicate pixels of the second image 135 , and F1 to F9 displayed on the filter kernel 430 indicate parameters of the filter kernel 430 . Also, M1 to M9 displayed in the feature map 450 indicate samples of the feature map 450 .

도 4는 제 2 영상(135)이 49개의 픽셀을 포함하는 것으로 예시하고 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 제 2 영상(135)이 4K의 해상도를 갖는 경우, 예를 들어, 3840 X 2160개의 픽셀을 포함할 수 있다.4 illustrates that the second image 135 includes 49 pixels, but this is only an example, and when the second image 135 has a resolution of 4K, for example, 3840 X 2160 pixels It may contain pixels.

컨볼루션 연산 과정에서, 제 2 영상(135)의 I1, I2, I3, I8, I9, I10, I15, I16, I17의 픽셀 값들 각각과 필터 커널(430)의 F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8 및 F9 각각의 곱 연산이 수행되고, 곱 연산의 결과 값들을 조합(예를 들어, 덧셈 연산)한 값이 특징 맵(450)의 M1의 값으로 할당될 수 있다. 컨볼루션 연산의 스트라이드(stride)가 2라면, 제 2 영상(135)의 I3, I4, I5, I10, I11, I12, I17, I18, I19의 픽셀 값들 각각과 필터 커널(430)의 F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8 및 F9 각각의 곱 연산이 수행되고, 곱 연산의 결과 값들을 조합한 값이 특징 맵(450)의 M2의 값으로 할당될 수 있다.In the convolution operation process, pixel values of I1, I2, I3, I8, I9, I10, I15, I16, and I17 of the second image 135 and F1, F2, F3, F4, and F5 of the filter kernel 430 are respectively , F6, F7, F8, and F9 may each be multiplied, and a value obtained by combining (eg, addition operation) result values of the multiplication operation may be assigned as the value of M1 of the feature map 450 . If the stride of the convolution operation is 2, pixel values of I3, I4, I5, I10, I11, I12, I17, I18, and I19 of the second image 135 and F1 and F2 of the filter kernel 430, respectively , F3, F4, F5, F6, F7, F8, and F9 may each be multiplied, and a value obtained by combining result values of the multiplication operation may be assigned as the value of M2 of the feature map 450 .

필터 커널(430)이 제 2 영상(135)의 마지막 픽셀에 도달할 때까지 스트라이드에 따라 이동하는 동안 제 2 영상(135) 내 픽셀 값들과 필터 커널(430)의 파라미터들 사이의 컨볼루션 연산이 수행됨으로써, 소정 크기를 갖는 특징 맵(450)이 획득될 수 있다.A convolution operation between the pixel values in the second image 135 and the parameters of the filter kernel 430 is performed while the filter kernel 430 moves along the stride until the last pixel of the second image 135 is reached. By being performed, a feature map 450 having a predetermined size may be obtained.

본 개시에 따르면, 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련을 통해 제 2 DNN의 파라미터들, 예를 들어, 제 2 DNN의 컨볼루션 레이어들에서 이용되는 필터 커널의 파라미터들(예를 들어, 필터 커널(430)의 F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8 및 F9)의 값이 최적화될 수 있다. AI 설정부(238)는 AI 데이터에 기초하여, 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟을 결정하고, 결정된 업스케일 타겟에 대응하는 파라미터들을 제 2 DNN의 컨볼루션 레이어들에서 이용되는 필터 커널의 파라미터들로 결정할 수 있다.According to the present disclosure, parameters of the second DNN through joint training of the first DNN and the second DNN, for example, parameters of the filter kernel used in convolutional layers of the second DNN (eg, filter The values of F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, and F9 of the kernel 430 may be optimized. The AI setting unit 238 determines an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN based on the AI data, and uses parameters corresponding to the determined upscale target in the convolution layers of the second DNN. It can be determined by parameters of the filter kernel.

제 1 DNN 및 제 2 DNN에 포함된 컨볼루션 레이어들은 도 4와 관련하여 설명한 컨볼루션 연산 과정에 따른 처리를 할 수 있으나, 도 4에서 설명한 컨볼루션 연산 과정은 하나의 예시일 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.The convolution layers included in the first DNN and the second DNN may be processed according to the convolution operation process described with reference to FIG. 4 , but the convolution operation process described in FIG. 4 is only an example, and the it is not

다시 도 3을 참조하면, 제 1 컨볼루션 레이어(310)에서 출력된 특징 맵들은 제 1 활성화 레이어(320)로 입력된다. Referring again to FIG. 3 , the feature maps output from the first convolutional layer 310 are input to the first activation layer 320 .

제 1 활성화 레이어(320)는 각각의 특징 맵에 대해 비선형(Non-linear) 특성을 부여할 수 있다. 제 1 활성화 레이어(320)는 시그모이드 함수(sigmoid function), Tanh 함수, ReLU(Rectified Linear Unit) 함수 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first activation layer 320 may provide a non-linear characteristic to each feature map. The first activation layer 320 may include a sigmoid function, a Tanh function, a Rectified Linear Unit (ReLU) function, and the like, but is not limited thereto.

제 1 활성화 레이어(320)에서 비선형 특성을 부여하는 것은, 제 1 컨볼루션 레이어(310)의 출력인, 특징 맵의 일부 샘플 값을 변경하여 출력하는 것을 의미한다. 이때, 변경은 비선형 특성을 적용하여 수행된다.Giving the nonlinear characteristic in the first activation layer 320 means changing and outputting some sample values of the feature map, which is an output of the first convolution layer 310 . At this time, the change is performed by applying a non-linear characteristic.

제 1 활성화 레이어(320)는 제 1 컨볼루션 레이어(310)로부터 출력되는 특징 맵들의 샘플 값들을 제 2 컨볼루션 레이어(330)로 전달할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 특징 맵들의 샘플 값들 중 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(320)에 의해 활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(330)로 전달되고, 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(320)에 의해 비활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(330)로 전달되지 않는다. 특징 맵들이 나타내는 제 2 영상(135)의 고유 특성이 제 1 활성화 레이어(320)에 의해 강조된다.The first activation layer 320 determines whether to transfer sample values of the feature maps output from the first convolution layer 310 to the second convolution layer 330 . For example, some sample values among the sample values of the feature maps are activated by the first activation layer 320 and transmitted to the second convolution layer 330 , and some sample values are activated by the first activation layer 320 . It is deactivated and is not transmitted to the second convolutional layer 330 . The intrinsic characteristic of the second image 135 indicated by the feature maps is emphasized by the first activation layer 320 .

제 1 활성화 레이어(320)에서 출력된 특징 맵들(325)은 제 2 컨볼루션 레이어(330)로 입력된다. 도 3에 도시된 특징 맵들(325) 중 어느 하나는 도 4와 관련하여 설명한 특징 맵(450)이 제 1 활성화 레이어(320)에서 처리된 결과이다. The feature maps 325 output from the first activation layer 320 are input to the second convolution layer 330 . Any one of the feature maps 325 shown in FIG. 3 is a result of processing the feature map 450 described with reference to FIG. 4 in the first activation layer 320 .

제 2 컨볼루션 레이어(330)에 표시된 3X3X4는 3 x 3의 크기의 4개의 필터 커널을 이용하여 입력된 특징 맵들(325)에 대해 컨볼루션 처리하는 것을 예시한다. 제 2 컨볼루션 레이어(330)의 출력은 제 2 활성화 레이어(340)로 입력된다. 제 2 활성화 레이어(340)는 입력 데이터에 대해 비선형 특성을 부여할 수 있다.3X3X4 displayed in the second convolution layer 330 exemplifies convolution processing on the input feature maps 325 using four filter kernels having a size of 3×3. The output of the second convolutional layer 330 is input to the second activation layer 340 . The second activation layer 340 may provide a non-linear characteristic to the input data.

제 2 활성화 레이어(340)에서 출력된 특징 맵들(345)은 제 3 컨볼루션 레이어(350)로 입력된다. 도 3에 도시된 제 3 컨볼루션 레이어(350)에 표시된 3X3X1는 3 x 3의 크기의 1개의 필터 커널을 이용하여 1개의 출력 영상을 만들기 위해 컨볼루션 처리를 하는 것을 예시한다. 제 3 컨볼루션 레이어(350)는 최종 영상을 출력하기 위한 레이어로서 1개의 필터 커널을 이용하여 1개의 출력을 생성한다. 본 개시의 예시에 따르면, 제 3 컨볼루션 레이어(350)는 컨벌루션 연산을 통해 제 3 영상(145)을 출력할 수 있다.The feature maps 345 output from the second activation layer 340 are input to the third convolution layer 350 . 3X3X1 displayed in the third convolution layer 350 shown in FIG. 3 exemplifies convolution processing to generate one output image using one filter kernel having a size of 3×3. The third convolution layer 350 is a layer for outputting a final image and generates one output using one filter kernel. According to the example of the present disclosure, the third convolution layer 350 may output the third image 145 through a convolution operation.

제 2 DNN(300)의 제 1 컨볼루션 레이어(310), 제 2 컨볼루션 레이어(330) 및 제 3 컨볼루션 레이어(350)의 필터 커널의 개수, 필터 커널의 파라미터 등을 나타내는 DNN 설정 정보는 후술하는 바와 같이 복수 개일 수 있는데, 복수의 DNN 설정 정보는 제 1 DNN의 복수의 DNN 설정 정보와 연계되어야 한다. 제 2 DNN의 복수의 DNN 설정 정보와 제 1 DNN의 복수의 DNN 설정 정보 사이의 연계는, 제 1 DNN 및 제 2 DNN의 연계 학습을 통해 구현될 수 있다. DNN setting information indicating the number of filter kernels of the first convolutional layer 310, the second convolutional layer 330, and the third convolutional layer 350 of the second DNN 300, parameters of the filter kernel, etc. As will be described later, there may be a plurality of pieces, and a plurality of pieces of DNN configuration information should be associated with a plurality of pieces of DNN configuration information of the first DNN. The association between the plurality of DNN configuration information of the second DNN and the plurality of DNN configuration information of the first DNN may be implemented through association learning of the first DNN and the second DNN.

도 3은 제 2 DNN(300)이 세 개의 컨볼루션 레이어(310, 330, 350)와 두 개의 활성화 레이어(320, 340)를 포함하고 있는 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 구현예에 따라서, 컨볼루션 레이어 및 활성화 레이어의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 구현예에 따라서, 제 2 DNN(300)은 RNN(recurrent neural network)을 통해 구현될 수도 있다. 이 경우는 본 개시의 예시에 따른 제 2 DNN(300)의 CNN 구조를 RNN 구조로 변경하는 것을 의미한다.3 shows that the second DNN 300 includes three convolutional layers 310 , 330 , 350 and two activation layers 320 , 340 , but this is only an example, and the implementation Accordingly, the number of convolutional layers and activation layers may be variously changed. Also, according to an embodiment, the second DNN 300 may be implemented through a recurrent neural network (RNN). In this case, it means changing the CNN structure of the second DNN 300 according to the example of the present disclosure to the RNN structure.

일 실시예에서, AI 업스케일부(236)는 전술한 컨볼루션 연산 및 활성화 레이어의 연산을 위한 적어도 하나의 ALU(Arithmetic logic unit)를 포함할 수 있다. ALU는 프로세서로 구현될 수 있다. 컨볼루션 연산을 위해, ALU는 제 2 영상(135) 또는 이전 레이어에서 출력된 특징 맵의 샘플 값들과 필터 커널의 샘플 값들 사이의 곱 연산을 수행하는 곱셈기 및 곱셈의 결과 값들을 더하는 가산기를 포함할 수 있다. 또한, 활성화 레이어의 연산을 위해, ALU는 미리 결정된 시그모이드 함수, Tanh 함수 또는 ReLU 함수 등에서 이용되는 가중치를 입력된 샘플 값에 곱하는 곱셈기, 및 곱한 결과와 소정 값을 비교하여 입력된 샘플 값을 다음 레이어로 전달할지를 판단하는 비교기를 포함할 수 있다.In an embodiment, the AI upscaling unit 236 may include at least one arithmetic logic unit (ALU) for the above-described convolution operation and operation of the activation layer. The ALU may be implemented as a processor. For the convolution operation, the ALU includes a multiplier that performs a multiplication operation between the sample values of the feature map output from the second image 135 or the previous layer and the sample values of the filter kernel, and an adder that adds the result values of the multiplication. can In addition, for the calculation of the activation layer, the ALU is a multiplier that multiplies an input sample value by a weight used in a predetermined sigmoid function, a Tanh function, or a ReLU function, and compares the multiplication result with a predetermined value to calculate the input sample value It may include a comparator that determines whether to transfer to the next layer.

이하에서, AI 설정부(238)가 업스케일 타겟을 결정하고, AI 업스케일부(236)가 업스케일 타겟에 맞춰 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method in which the AI setting unit 238 determines the upscaling target and the AI upscaling unit 236 AI upscales the second image 135 according to the upscaling target will be described.

일 실시예에서, AI 설정부(238)는 제 2 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다.In an embodiment, the AI setting unit 238 may store a plurality of DNN setting information settable in the second DNN.

여기서, DNN 설정 정보는 제 2 DNN에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 복수의 DNN 설정 정보는 다양한 업스케일 타겟에 각각 대응될 수 있으며, 특정 업스케일 타겟에 대응되는 DNN 설정 정보에 기반하여 제 2 DNN이 동작할 수 있다. DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 서로 다른 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 어느 DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 3개의 컨볼루션 레이어를 포함할 수 있고, 다른 DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 4개의 컨볼루션 레이어를 포함할 수 있다.Here, the DNN configuration information may include information on at least one of the number of convolutional layers included in the second DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel. The plurality of DNN configuration information may each correspond to various upscale targets, and the second DNN may operate based on the DNN configuration information corresponding to a specific upscale target. The second DNN may have a different structure according to the DNN configuration information. For example, the second DNN may include three convolutional layers according to certain DNN configuration information, and the second DNN may include four convolutional layers according to other DNN configuration information.

일 실시예에서, DNN 설정 정보는 제 2 DNN에서 사용되는 필터 커널의 파라미터만을 포함할 수도 있다. 이 경우, 제 2 DNN의 구조는 변경되지 않는 대신, DNN 설정 정보에 따라 내부의 필터 커널의 파라미터만이 달라질 수 있다.In an embodiment, the DNN configuration information may include only parameters of a filter kernel used in the second DNN. In this case, the structure of the second DNN is not changed, but only the parameters of the internal filter kernel may be changed according to the DNN configuration information.

AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(135)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 여기서 사용되는 복수의 DNN 설정 정보 각각은 미리 결정된 해상도 및/또는 미리 결정된 화질의 제 3 영상(145)을 획득하기 위한 정보로, 제 1 DNN과 연계하여 훈련된 것이다. The AI setting unit 238 may acquire DNN setting information for AI upscaling of the second image 135 among a plurality of DNN setting information. Each of the plurality of DNN configuration information used herein is information for acquiring the third image 145 of a predetermined resolution and/or predetermined image quality, and is trained in association with the first DNN.

예를 들어, 복수의 DNN 설정 정보 중 어느 하나의 DNN 설정 정보는 제 2 영상(135)의 해상도보다 2배 큰 해상도의 제 3 영상(145), 예를 들어, 2K (2048*1080)의 제 2 영상(135)보다 2배 큰 4K(4096*2160)의 제 3 영상(145)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있고, 다른 하나의 DNN 설정 정보는 제 2 영상(135)의 해상도보다 4배 큰 해상도의 제 3 영상(145), 예를 들어, 2K (2048*1080)의 제 2 영상(135)보다 4배 큰 8K(8192*4320)의 제 3 영상(145)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다. For example, the DNN setting information of any one of the plurality of DNN setting information is a third image 145 having a resolution twice that of the second image 135, for example, a second image of 2K (2048 * 1080). It may include information for acquiring the third image 145 of 4K (4096*2160) that is twice as large as the 2nd image 135 , and the other DNN setting information is 4 more than the resolution of the second image 135 . Information for obtaining a third image 145 of twice the resolution, for example, a third image 145 of 8K (8192 * 4320) that is 4 times larger than the second image 135 of 2K (2048 * 1080) may include

복수의 DNN 설정 정보 각각은 AI 부호화 장치(700)의 제 1 DNN의 DNN 설정 정보와 연계되어 만들어진 것이며, AI 설정부(238)는 제 1 DNN의 DNN 설정 정보의 축소 비율에 대응되는 확대 비율에 따라 복수의 DNN 설정 정보 중 하나의 DNN 설정 정보를 획득한다. 이를 위해, AI 설정부(238)는 제 1 DNN의 정보를 확인하여야 한다. 제 1 DNN의 정보를 AI 설정부(238)가 확인하기 위해, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 AI 부호화 장치(700)로부터 제 1 DNN의 정보를 포함하는 AI 데이터를 수신한다. Each of the plurality of DNN setting information is created in association with the DNN setting information of the first DNN of the AI encoding device 700, and the AI setting unit 238 is set at an enlargement ratio corresponding to the reduction rate of the DNN setting information of the first DNN. Accordingly, one piece of DNN configuration information among a plurality of DNN configuration information is acquired. To this end, the AI setting unit 238 should check the information of the first DNN. In order for the AI setting unit 238 to check the information of the first DNN, the AI decoding apparatus 200 according to an embodiment receives AI data including the information of the first DNN from the AI encoding apparatus 700 .

다시 말하면, AI 설정부(238)는 AI 부호화 장치(700)로부터 수신되는 정보들을 이용하여, 제 1 영상(115)을 획득하기 위해 이용된 제 1 DNN의 DNN 설정 정보가 타겟하는 정보를 확인하고, 그와 연계 훈련된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 획득할 수 있는 것이다.In other words, the AI setting unit 238 uses the information received from the AI encoding device 700 to identify information targeted by the DNN setting information of the first DNN used to obtain the first image 115 , and , it is possible to obtain the DNN configuration information of the second DNN trained in association with it.

복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(135)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, DNN 설정 정보는 AI 업스케일부(236)로 전달되고, DNN 설정 정보에 따라 동작하는 제 2 DNN에 기초하여 입력 데이터가 처리될 수 있다.When DNN setting information for AI upscaling of the second image 135 is obtained among a plurality of DNN setting information, the DNN setting information is transmitted to the AI upscaling unit 236, and a second DNN operating according to the DNN setting information. Based on the input data may be processed.

예를 들어, AI 업스케일부(236)는 어느 하나의 DNN 설정 정보가 획득되면, 도 3에 도시된 제 2 DNN(300)의 제 1 컨볼루션 레이어(310), 제 2 컨볼루션 레이어(330) 및 제 3 컨볼루션 레이어(350) 각각에 대해서, 각 레이어에 포함되는 필터 커널의 개수와 필터 커널의 파라미터들을, 상기 획득된 DNN 설정 정보에 포함된 값으로 설정한다.For example, when any one DNN configuration information is obtained, the AI upscaling unit 236 includes the first convolutional layer 310 and the second convolutional layer 330 of the second DNN 300 shown in FIG. 3 . ) and the third convolutional layer 350, the number of filter kernels included in each layer and parameters of the filter kernels are set to values included in the obtained DNN configuration information.

구체적으로, AI 업스케일부(236)는 도 4에 도시된 제 2 DNN의 어느 하나의 컨볼루션 레이어에서 이용되는 3 X 3의 필터 커널의 파라미터들이 {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}이고, DNN 설정 정보의 변경이 있는 경우, 필터 커널의 파라미터들을 변경된 DNN 설정 정보에 포함된 파라미터들인 {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2}로 교체할 수 있는 것이다.Specifically, the AI upscaling unit 236 determines that the parameters of the filter kernel of 3 X 3 used in any one convolution layer of the second DNN shown in FIG. 4 are {1, 1, 1, 1, 1, 1 , 1, 1, 1}, and when there is a change in DNN configuration information, the parameters of the filter kernel are changed to {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, parameters included in the changed DNN configuration information. } can be replaced.

AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 정보에 기초하여 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(135)을 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있는데, DNN 설정 정보를 획득하는데 이용되는 AI 데이터에 대해 구체적으로 설명한다. The AI setting unit 238 may acquire DNN setting information for upscaling the second image 135 among a plurality of DNN setting information based on the information included in the AI data, which is used to obtain the DNN setting information. AI data will be explained in detail.

일 실시예에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 차이 정보에 기초하여, 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(135)을 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 차이 정보에 기초하여 원본 영상(105)의 해상도(예를 들어, 4K(4096*2160))가 제 1 영상(115)의 해상도(예를 들어, 2K (2048*1080))보다 2배 큰 것으로 확인된 경우, AI 설정부(238)는 제 2 영상(135)의 해상도를 2배 증가시킬 수 있는 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.In an embodiment, the AI setting unit 238 may obtain DNN setting information for upscaling the second image 135 among a plurality of DNN setting information, based on the difference information included in the AI data. For example, based on the difference information, the resolution of the original image 105 (eg, 4K (4096 * 2160)) is higher than the resolution of the first image 115 (eg, 2K (2048 * 1080)). When it is confirmed that the size is 2 times larger, the AI setting unit 238 may obtain DNN setting information capable of increasing the resolution of the second image 135 by 2 times.

다른 실시예에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 제 1 영상(115) 관련 정보에 기초하여, 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. AI 설정부(238)는 영상 관련 정보들과 DNN 설정 정보들 사이의 매핑 관계를 미리 결정하고, 제 1 영상(115) 관련 정보에 매핑된 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.In another embodiment, the AI setting unit 238 is based on the information related to the first image 115 included in the AI data, DNN setting information for AI upscaling the second image 135 among a plurality of DNN setting information. can be obtained. The AI setting unit 238 may determine a mapping relationship between the image related information and the DNN setting information in advance, and obtain DNN setting information mapped to the first image 115 related information.

도 5는 여러 영상 관련 정보들과 여러 DNN 설정 정보들 사이의 매핑 관계를 나타내는 예시적인 도면이다.5 is an exemplary diagram illustrating a mapping relationship between various pieces of image-related information and various pieces of DNN configuration information.

도 5에 따른 실시예를 통해, 본 개시의 일 실시예의 AI 부호화/AI 복호화 과정은 해상도의 변화만을 고려하는 것이 아님을 알 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, SD, HD, Full HD와 같은 해상도, 10Mbps, 15Mbps, 20Mbps와 같은 비트레이트, 그리고 AV1, H.264, HEVC와 같은 코덱 정보를 개별적으로 또는 모두 고려하여 DNN 설정 정보의 선택이 이루어질 수 있다. 이러한 고려를 위해서는 AI 훈련 과정에서 각각의 요소들을 고려한 훈련이 부호화, 복호화 과정에 연계되어 이루어져야 한다(도 11 참조).5, it can be seen that the AI encoding/AI decoding process according to an embodiment of the present disclosure does not only consider a change in resolution. As shown in FIG. 5, DNN setting information considering resolutions such as SD, HD, Full HD, bitrates such as 10Mbps, 15Mbps, and 20Mbps, and codec information such as AV1, H.264, and HEVC individually or all selection can be made. For this consideration, training in consideration of each element in the AI training process should be performed in connection with the encoding and decoding processes (see FIG. 11 ).

따라서, 훈련 내용에 따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 코덱 타입, 영상의 해상도 등을 포함하는 영상 관련 정보에 기반하여 복수의 DNN 설정 정보가 구비된 경우, AI 복호화 과정에서 전달받는 제 1 영상(115) 관련 정보에 기반하여 제 2 영상(135)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 5 according to the training content, when a plurality of DNN setting information is provided based on image-related information including a codec type and image resolution, the first image ( 115) DNN setting information for AI upscaling of the second image 135 may be acquired based on the related information.

즉, AI 설정부(238)는 도 5에 도시된 표의 좌측에 도시된 영상 관련 정보와 표 우측의 DNN 설정 정보를 매칭하고 있음으로써, 영상 관련 정보에 따른 DNN 설정 정보를 사용할 수 있는 것이다.That is, the AI setting unit 238 matches the image-related information shown on the left side of the table shown in FIG. 5 with the DNN setting information on the right side of the table, so that the DNN setting information according to the image-related information can be used.

도 5에 예시된 바와 같이, 제 1 영상(115) 관련 정보로부터 제 1 영상(115)의 해상도가 SD이고, 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트가 10Mbps이고, 제 1 영상(115)이 AV1 코덱으로 제 1 부호화된 것으로 확인되면, AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 A DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 5 , from the information related to the first image 115 , the resolution of the first image 115 is SD, and the bit rate of image data obtained as a result of the first encoding of the first image 115 is 10Mbps, , when it is confirmed that the first image 115 is first coded with the AV1 codec, the AI setting unit 238 may acquire A DNN setting information among a plurality of DNN setting information.

또한, 제 1 영상(115) 관련 정보로부터 제 1 영상(115)의 해상도가 HD이고, 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트가 15Mbps이고, 제 1 영상(115)이 H.264 코덱으로 제 1 부호화된 것으로 확인되면, AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 B DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. In addition, from the information related to the first image 115 , the resolution of the first image 115 is HD, the bit rate of image data obtained as a result of the first encoding is 15 Mbps, and the first image 115 is converted to the H.264 codec. When it is confirmed that the first encoding is performed, the AI setting unit 238 may acquire B DNN setting information among a plurality of DNN setting information.

또한, 제 1 영상(115) 관련 정보로부터 제 1 영상(115)의 해상도가 Full HD이고, 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트가 20Mbps이고, 제 1 영상(115)이 HEVC 코덱으로 제 1 부호화된 것으로 확인되면, AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 C DNN 설정 정보를 획득하고, 제 1 영상(115)의 해상도가 Full HD이고, 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트가 15Mbps이고, 제 1 영상(115)이 HEVC 코덱으로 제 1 부호화된 것으로 확인되면, AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 D DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트가 20Mbps인지 또는 15Mbps인지에 따라 C DNN 설정 정보와 D DNN 설정 정보 중에서 어느 하나가 선택된다. 동일 해상도의 제 1 영상(115)을 동일 코덱으로 제 1 부호화하였을 때, 영상 데이터의 비트레이트가 서로 상이하다는 것은, 복원되는 영상의 화질이 서로 상이하다는 것을 의미한다. 따라서, 제 1 DNN과 제 2 DNN은 소정 화질에 기반하여 연계 훈련될 수 있으며, 이에 따라 AI 설정부(238)는 제 2 영상(135)의 화질을 나타내는, 영상 데이터의 비트레이트에 따라 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.In addition, from the information related to the first image 115 , the resolution of the first image 115 is Full HD, the bit rate of image data obtained as a result of the first encoding of the first image 115 is 20 Mbps, and the first image ( 115) is confirmed to be first encoded by the HEVC codec, the AI setting unit 238 obtains C DNN setting information among a plurality of DNN setting information, the resolution of the first image 115 is Full HD, and the first When the bit rate of the image data obtained as a result of the first encoding of the image 115 is 15 Mbps and it is confirmed that the first image 115 is first encoded with the HEVC codec, the AI setting unit 238 sets a plurality of DNN setting information Among them, DNN configuration information can be obtained. Either one of the C DNN setting information and the D DNN setting information is selected according to whether the bit rate of the image data obtained as a result of the first encoding of the first image 115 is 20 Mbps or 15 Mbps. When the first image 115 of the same resolution is first encoded with the same codec, the fact that the bit rates of the image data are different from each other means that the image quality of the reconstructed images is different from each other. Therefore, the first DNN and the second DNN may be jointly trained based on a predetermined image quality, and accordingly, the AI setting unit 238 sets the DNN according to the bit rate of the image data indicating the image quality of the second image 135 . information can be obtained.

또 다른 실시예에서, AI 설정부(238)는 제 1 복호화부(234)로부터 제공되는 정보(예측 모드 정보, 움직임 정보, 양자화 파라미터 정보 등)와 AI 데이터에 포함된 제 1 영상(115) 관련 정보를 모두 고려하여 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수도 있다. 예를 들어, AI 설정부(238)는 제 1 복호화부(234)로부터 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 과정에서 이용된 양자화 파라미터 정보를 전달받고, AI 데이터로부터 제 1 영상(115)의 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트를 확인하고, 양자화 파라미터 및 비트레이트에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득할 수도 있다. 동일한 비트레이트라도 영상의 복잡도에 따라 복원 영상의 화질 정도에 차이가 있을 수 있으며, 비트레이트는 제 1 부호화되는 제 1 영상(115) 전체를 대표하는 값으로서 제 1 영상(115) 내에서도 각 프레임의 화질이 서로 다를 수 있다. 따라서, 제 1 복호화부(234)로부터 각 프레임 별로 획득할 수 있는 예측 모드 정보, 움직임 정보 및/또는 양자화 파라미터를 함께 고려하면, AI 데이터만 이용하는 것에 비해 제 2 영상(135)에 보다 적합한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. In another embodiment, the AI setting unit 238 relates to the information (prediction mode information, motion information, quantization parameter information, etc.) provided from the first decoder 234 and the first image 115 included in the AI data. DNN configuration information for AI upscaling of the second image 135 among a plurality of pieces of DNN configuration information may be acquired in consideration of all information. For example, the AI setting unit 238 receives quantization parameter information used in the first encoding process of the first image 115 from the first decoder 234 , and receives the quantization parameter information from the AI data of the first image 115 . A bit rate of image data obtained as a result of encoding may be checked, and DNN setting information corresponding to a quantization parameter and a bit rate may be obtained. Even at the same bit rate, there may be a difference in the quality of the reconstructed image depending on the complexity of the image, and the bit rate is a value representative of the entire first image 115 to be first encoded, and the bit rate of each frame in the first image 115 is The picture quality may be different. Accordingly, when the prediction mode information, motion information, and/or quantization parameters obtainable from the first decoder 234 for each frame are considered together, the DNN setting more suitable for the second image 135 compared to using only AI data information can be obtained.

또한, 구현예에 따라, AI 데이터는 상호 약속된 DNN 설정 정보의 식별자를 포함할 수 있다. DNN 설정 정보의 식별자는, 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로, 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있도록, 제 1 DNN과 제 2 DNN 간 연계 훈련된 DNN 설정 정보의 쌍을 구분하기 위한 정보이다. AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 DNN 설정 정보의 식별자를 획득한 후, DNN 설정 정보의 식별자에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 해당 DNN 설정 정보를 사용하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있다. 예를 들어, 제 1 DNN에 설정 가능한 복수의 DNN 설정 정보 각각을 가리키는 식별자와 제 2 DNN에 설정 가능한 복수의 DNN 설정 정보 각각을 가리키는 식별자가 미리 지정되어 있을 수 있다. 이 경우, 제 1 DNN 및 제 2 DNN 각각에 설정 가능한 DNN 설정 정보의 쌍에 대해 동일한 식별자가 지정될 수 있다. AI 데이터는 원본 영상(105)의 AI 다운스케일을 위해 제 1 DNN에 설정된 DNN 설정 정보의 식별자를 포함할 수 있다. AI 데이터를 수신한 AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 AI 데이터에 포함된 식별자가 가리키는 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 해당 DNN 설정 정보를 이용하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있다.Also, depending on the implementation, the AI data may include an identifier of mutually agreed DNN configuration information. The identifier of the DNN setting information is an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN, and the DNN setting information trained in association between the first DNN and the second DNN so that the second image 135 can be AI upscaled. Information for distinguishing pairs of The AI setting unit 238 obtains the identifier of the DNN setting information included in the AI data, and then obtains the DNN setting information corresponding to the identifier of the DNN setting information, and the AI upscaling unit 236 receives the corresponding DNN setting information. The second image 135 may be upscaled using AI. For example, an identifier indicating each of a plurality of pieces of DNN configuration information configurable in the first DNN and an identifier indicating each of a plurality of pieces of DNN configuration information configurable in the second DNN may be predefined. In this case, the same identifier may be designated for a pair of DNN configuration information configurable to each of the first DNN and the second DNN. The AI data may include an identifier of DNN setting information set in the first DNN for AI downscaling of the original image 105 . The AI setting unit 238 that has received the AI data acquires the DNN setting information indicated by the identifier included in the AI data among a plurality of DNN setting information, and the AI upscaling unit 236 uses the corresponding DNN setting information to obtain the second The image 135 may be upscaled by AI.

또한, 구현예에 따라, AI 데이터는 DNN 설정 정보를 포함할 수도 있다. AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 해당 DNN 설정 정보를 사용하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수도 있다.Also, according to implementation, AI data may include DNN configuration information. The AI setting unit 238 may obtain DNN setting information included in AI data, and the AI upscaling unit 236 may AI upscale the second image 135 using the corresponding DNN setting information.

구현예에 따라, DNN 설정 정보를 구성하는 정보들(예를 들어, 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수, 각 필터 커널의 파라미터 등)들이 룩업 테이블 형태로 저장되어 있는 경우, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 정보에 기초하여 룩업 테이블 값들 중에서 선택된 일부를 조합하여 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 해당 DNN 설정 정보를 사용하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수도 있다.According to the embodiment, when information constituting the DNN setting information (eg, the number of convolution layers, the number of filter kernels for each convolutional layer, parameters of each filter kernel, etc.) is stored in the form of a lookup table, The AI setting unit 238 obtains DNN setting information by combining some selected among the lookup table values based on information included in the AI data, and the AI upscaling unit 236 uses the corresponding DNN setting information to obtain the second image (135) may be AI upscaled.

구현예에 따라, AI 설정부(238)는 업스케일 타겟에 대응되는 DNN의 구조가 결정되면, 결정된 DNN의 구조에 대응하는 DNN 설정 정보, 예를 들어, 필터 커널의 파라미터들을 획득할 수도 있다.According to an embodiment, when the structure of the DNN corresponding to the upscale target is determined, the AI setting unit 238 may obtain DNN setting information corresponding to the determined structure of the DNN, for example, parameters of the filter kernel.

전술한 바와 같이, AI 설정부(238)는 제 1 DNN과 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터를 통해 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 해당 DNN 설정 정보로 세팅된 제 2 DNN을 통해 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하는 데, 이는, 제 2 영상(135)의 특징을 직접 분석하여 업스케일하는 것과 비교하여 메모리 사용량과 연산량이 감소될 수 있다.As described above, the AI setting unit 238 obtains DNN setting information of the second DNN through AI data including information related to the first DNN, and the AI upscaling unit 236 sets the DNN setting information to the corresponding DNN setting information. AI upscales the second image 135 through the second DNN, which may reduce memory usage and computational amount compared to upscaling by directly analyzing the characteristics of the second image 135 .

일 실시예에서, 제 2 영상(135)이 복수의 프레임으로 구성된 경우, AI 설정부(238)는 소정 개수의 프레임 별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수 있고, 또는, 전체 프레임에 대해 공통된 DNN 설정 정보를 획득할 수도 있다.In an embodiment, when the second image 135 consists of a plurality of frames, the AI setting unit 238 may independently obtain DNN setting information for each predetermined number of frames, or a common DNN for all frames. It is also possible to obtain setting information.

도 6은 복수의 프레임으로 구성된 제 2 영상(135)을 도시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating a second image 135 composed of a plurality of frames.

도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 영상(135)은 t0 내지 tn에 대응하는 프레임들로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 6 , the second image 135 may include frames corresponding to t0 to tn.

일 예시에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터를 통해 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 해당 DNN 설정 정보에 기초하여 t0 내지 tn에 대응하는 프레임들을 AI 업스케일할 수 있다. 즉, t0 내지 tn에 대응하는 프레임들이 공통된 DNN 설정 정보에 기초하여 AI 업스케일될 수 있다.In one example, the AI setting unit 238 obtains DNN setting information of the second DNN through AI data, and the AI upscaling unit 236 AI frames corresponding to t0 to tn based on the corresponding DNN setting information. can be upscaled. That is, frames corresponding to t0 to tn may be AI upscaled based on common DNN configuration information.

다른 예시에서, AI 설정부(238)는 t0 내지 tn에 대응하는 프레임들 중 일부의 프레임들, 예를 들어, t0 내지 ta에 대응하는 프레임들에 대해 AI 데이터로부터 'A' DNN 설정 정보를 획득하고, ta+1 내지 tb에 대응하는 프레임들에 대해 AI 데이터로부터 'B' DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 또한, AI 설정부(238)는 tb+1 내지 tn에 대응하는 프레임들에 대해 AI 데이터로부터 'C' DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 다시 말하면, AI 설정부(238)는 복수의 프레임들 중 소정 개수의 프레임을 포함하는 그룹마다 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득하고, AI 업스케일부(236)는그룹 각각에 포함된 프레임들을 독립적으로 획득한 DNN 설정 정보로 AI 업스케일할 수 있다. In another example, the AI setting unit 238 obtains 'A' DNN setting information from AI data for some of the frames corresponding to t0 to tn, for example, frames corresponding to t0 to ta. and 'B' DNN configuration information may be obtained from AI data for frames corresponding to ta+1 to tb. Also, the AI setting unit 238 may obtain 'C' DNN setting information from AI data for frames corresponding to tb+1 to tn. In other words, the AI setting unit 238 independently obtains DNN setting information for each group including a predetermined number of frames among the plurality of frames, and the AI upscaling unit 236 independently selects the frames included in each group. AI upscaling is possible with the acquired DNN configuration information.

또 다른 예시에서, AI 설정부(238)는 제 2 영상(135)을 구성하는 프레임별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수도 있다. 예를 들어, 제 2 영상(135)이 3개의 프레임으로 구성되어 있는 경우, AI 설정부(238)는 첫 번째 프레임과 관련하여 DNN 설정 정보를 획득하고, 두 번째 프레임과 관련하여 DNN 설정 정보를 획득하고, 세 번째 프레임과 관련하여 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 즉, 첫 번째 프레임, 두 번째 프레임 및 세 번째 프레임 각각에 대해 DNN 설정 정보가 독립적으로 획득될 수 있다. 전술한, 제 1 복호화부(234)로부터 제공되는 정보(예측 모드 정보, 움직임 정보, 양자화 파라미터 정보 등)와 AI 데이터에 포함된 제 1 영상(115) 관련 정보에 기초하여 DNN 설정 정보가 획득되는 방식에 따라, 제 2 영상(135)을 구성하는 프레임별로 DNN 설정 정보가 독립적으로 획득될 수 있다. 왜냐하면, 모드 정보, 양자화 파라미터 정보 등은 제 2 영상(135)을 구성하는 프레임마다 독립적으로 결정될 수 있기 때문이다.In another example, the AI setting unit 238 may independently obtain DNN setting information for each frame constituting the second image 135 . For example, when the second image 135 consists of three frames, the AI setting unit 238 obtains DNN setting information in relation to the first frame, and DNN setting information in relation to the second frame. and may acquire DNN configuration information in relation to the third frame. That is, DNN configuration information may be independently obtained for each of the first frame, the second frame, and the third frame. DNN setting information is obtained based on the information (prediction mode information, motion information, quantization parameter information, etc.) provided from the above-described first decoder 234 and information related to the first image 115 included in the AI data According to the method, DNN setting information may be independently obtained for each frame constituting the second image 135 . This is because mode information, quantization parameter information, and the like can be independently determined for each frame constituting the second image 135 .

또 다른 예시에서, AI 데이터는 AI 데이터에 기초하여 획득되는 DNN 설정 정보가 어느 프레임까지 유효한 것인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, AI 데이터 내에 DNN 설정 정보가 ta 프레임까지 유효하다는 정보가 포함되어 있는 경우, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 기초하여 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 t0 내지 ta 프레임들을 해당 DNN 설정 정보로 AI 업스케일한다. 그리고, 다른 AI 데이터 내에 DNN 설정 정보가 tn 프레임까지 유효하다는 정보가 포함되어 있는 경우, AI 설정부(238)는 상기 다른 AI 데이터에 기초하여 DNN 설정 정보를 획득하고, AI 업스케일부(236)는 획득한 DNN 설정 정보로 ta+1 내지 tn 프레임들을 AI 업스케일할 수 있다. In another example, the AI data may include information indicating to which frame the DNN configuration information obtained based on the AI data is valid. For example, if the AI data includes information that the DNN setting information is valid until the ta frame, the AI setting unit 238 acquires the DNN setting information based on the AI data, and the AI upscaling unit 236 is AI upscales t0 to ta frames with corresponding DNN configuration information. And, when the information that the DNN setting information is valid until the tn frame is included in other AI data, the AI setting unit 238 acquires the DNN setting information based on the other AI data, and the AI upscaling unit 236 may AI upscale ta+1 to tn frames with the obtained DNN configuration information.

이하에서는, 도 7을 참조하여, 원본 영상(105)의 AI 부호화를 위한 AI 부호화 장치(700)에 대해 설명한다.Hereinafter, an AI encoding apparatus 700 for AI encoding of the original image 105 will be described with reference to FIG. 7 .

도 7은 일 실시예에 따른 AI 부호화 장치(700)의 구성을 나타내는 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a configuration of an AI encoding apparatus 700 according to an embodiment.

도 7을 참조하면, AI 부호화 장치(700)는 AI 부호화부(710) 및 전송부(730)를 포함할 수 있다. AI 부호화부(710)는 AI 다운스케일부(712), 제 1 부호화부(714), 데이터 처리부(716) 및 AI 설정부(718)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the AI encoding apparatus 700 may include an AI encoding unit 710 and a transmission unit 730 . The AI encoder 710 may include an AI downscaler 712 , a first encoder 714 , a data processor 716 , and an AI setting unit 718 .

도 7은 AI 부호화부(710) 및 전송부(730)를 개별적인 장치로 도시하고 있으나, AI 부호화부(710) 및 전송부(730)는 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 전용 프로세서로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 범용 프로세서와 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 또한, 전용 프로세서의 경우, 본 개시의 실시예를 구현하기 위한 메모리를 포함하거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함할 수 있다.7 illustrates the AI encoder 710 and the transmitter 730 as separate devices, the AI encoder 710 and the transmitter 730 may be implemented through one processor. In this case, it may be implemented as a dedicated processor, or it may be implemented through a combination of an AP or a general-purpose processor such as a CPU or GPU and S/W. In addition, the dedicated processor may include a memory for implementing an embodiment of the present disclosure or a memory processing unit for using an external memory.

또한, AI 부호화부(710) 및 전송부(730)는 복수의 프로세서로 구성될 수도 있다. 이 경우, 전용 프로세서들의 조합으로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 다수의 범용 프로세서들과 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. Also, the AI encoder 710 and the transmitter 730 may include a plurality of processors. In this case, it may be implemented as a combination of dedicated processors, or may be implemented through a combination of S/W with a plurality of general-purpose processors such as an AP, CPU, or GPU.

일 실시예에서, 제 1 부호화부(714)는 제 1 프로세서로 구성되고, AI 다운스케일부(712), 데이터 처리부(716) 및 AI 설정부(718)는 제 1 프로세서와 상이한 제 2 프로세서로 구현되고, 전송부(730)는 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서와 상이한 제 3 프로세서로 구현될 수 있다. AI 부호화부(710)는 원본 영상(105)의 AI 다운스케일 및 제 1 영상(115)의 제 1 부호화를 수행하고, AI 부호화 데이터를 전송부(730)로 전달한다. 전송부(730)는 AI 부호화 데이터를 AI 복호화 장치(200)로 전송한다.In an embodiment, the first encoding unit 714 is configured as a first processor, and the AI downscale unit 712 , the data processing unit 716 , and the AI setting unit 718 are configured as a second processor different from the first processor. In the implementation, the transmitter 730 may be implemented as a third processor different from the first processor and the second processor. The AI encoder 710 performs AI downscaling of the original image 105 and the first encoding of the first image 115 , and transmits the AI encoded data to the transmitter 730 . The transmitter 730 transmits the AI encoded data to the AI decoding apparatus 200 .

영상 데이터는 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과 획득된 데이터를 포함한다. 영상 데이터는 제 1 영상(115) 내 픽셀 값들에 기초하여 획득되는 데이터, 예를 들어, 제 1 영상(115)과 제 1 영상(115)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 영상 데이터는 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 과정에서 이용된 정보들을 포함한다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하는데 이용된 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하는데 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다.The image data includes data obtained as a result of the first encoding of the first image 115 . The image data may include data obtained based on pixel values in the first image 115 , for example, residual data that is a difference between the first image 115 and prediction data of the first image 115 . . Also, the image data includes information used in the first encoding process of the first image 115 . For example, the image data may include prediction mode information used for first encoding the first image 115 , motion information, and quantization parameter related information used for first encoding the first image 115 , etc. .

AI 데이터는, AI 업스케일부(236)가 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 일 예에서, AI 데이터는 원본 영상(105)과 제 1 영상(115) 사이의 차이 정보를 포함할 수 있다. 일 예에서, AI 데이터는 제 1 영상(115) 관련 정보를 포함할 수도 있다. 제 1 영상(115) 관련 정보는, 제 1 영상(115)의 해상도, 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트 및 제 1 영상(115)의 제 1 부호화시 이용된 코덱 타입 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.The AI data includes information enabling the AI upscaling unit 236 to AI upscale the second image 135 to an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN. In one example, the AI data may include difference information between the original image 105 and the first image 115 . In an example, the AI data may include information related to the first image 115 . The information related to the first image 115 is used for the resolution of the first image 115 , the bit rate of image data obtained as a result of the first encoding of the first image 115 , and the first encoding of the first image 115 . information on at least one of the specified codec types may be included.

일 실시예에서, AI 데이터는, 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(135)이 AI 업스케일될 수 있도록, 상호 약속된 DNN 설정 정보의 식별자를 포함할 수 있다.In an embodiment, the AI data may include an identifier of mutually agreed DNN configuration information so that the second image 135 can be AI upscaled to an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN. .

또한, 일 실시예에서, AI 데이터는 제 2 DNN에 세팅 가능한 DNN 설정 정보를 포함할 수도 있다.Also, in an embodiment, the AI data may include DNN configuration information settable in the second DNN.

AI 다운스케일부(712)는 제 1 DNN을 통해 원본 영상(105)으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상(115)을 획득할 수 있다. AI 다운스케일부(712)는 AI 설정부(718)로부터 제공된 DNN 설정 정보를 이용하여 원본 영상(105)을 AI 다운스케일할 수 있다. AI 설정부(718)는 미리 결정된 기준에 기초하여 원본 영상(105)의 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다.The AI downscaler 712 may acquire the AI downscaled first image 115 from the original image 105 through the first DNN. The AI downscaling unit 712 may AI downscale the original image 105 using the DNN setting information provided from the AI setting unit 718 . The AI setting unit 718 may determine a downscale target of the original image 105 based on a predetermined criterion.

다운스케일 타겟에 부합하는 제 1 영상(115)의 획득을 위해, AI 설정부(718)는 제 1 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다. AI 설정부(718)는 복수의 DNN 설정 정보 중 다운스케일 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(712)로 제공한다.In order to acquire the first image 115 matching the downscale target, the AI setting unit 718 may store a plurality of settable DNN setting information in the first DNN. The AI setting unit 718 obtains DNN setting information corresponding to the downscale target among a plurality of DNN setting information, and provides the obtained DNN setting information to the AI downscale unit 712 .

상기 복수의 DNN 설정 정보 각각은 미리 결정된 해상도 및/또는 미리 결정된 화질의 제 1 영상(115)을 획득하기 위해 훈련된 것일 수 있다. 예를 들어, 복수의 DNN 설정 정보 중 어느 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(105)의 해상도보다 1/2배만큼 작은 해상도의 제 1 영상(115), 예를 들어, 4K(4096*2160)의 원본 영상(105)보다 1/2배 작은 2K (2048*1080)의 제 1 영상(115)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있고, 다른 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(105)의 해상도보다 1/4배만큼 작은 해상도의 제 1 영상(115), 예를 들어, 8K(8192*4320)의 원본 영상(105)보다 1/4배 작은 2K (2048*1080)의 제 1 영상(115)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다.Each of the plurality of pieces of DNN configuration information may be trained to obtain the first image 115 having a predetermined resolution and/or a predetermined image quality. For example, the DNN setting information of any one of the plurality of DNN setting information is the first image 115 having a resolution that is 1/2 times smaller than the resolution of the original image 105, for example, 4K (4096*2160) may include information for obtaining the first image 115 of 2K (2048*1080) 1/2 times smaller than the original image 105 of A first image 115 of a resolution of 1/4 times smaller than that of a first image 115, for example, a first image 115 of 2K (2048*1080) which is 1/4 times smaller than an original image 105 of 8K (8192*4320). ) may include information for obtaining

구현예에 따라, DNN 설정 정보를 구성하는 정보들(예를 들어, 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수, 각 필터 커널의 파라미터 등)이 룩업 테이블 형태로 저장되어 있는 경우, AI 설정부(718)는 다운스케일 타겟에 따라 룩업 테이블 값들 중에서 선택된 일부를 조합하여 획득한 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(712)로 제공할 수도 있다.According to the embodiment, when information constituting the DNN setting information (eg, the number of convolution layers, the number of filter kernels for each convolutional layer, parameters of each filter kernel, etc.) is stored in the form of a lookup table, The AI setting unit 718 may provide the DNN setting information obtained by combining some selected among the lookup table values to the AI downscaling unit 712 according to the downscaling target.

구현예에 따라, AI 설정부(718)는 다운스케일 타겟에 대응되는 DNN의 구조를 결정하고, 결정된 DNN의 구조에 대응하는 DNN 설정 정보, 예를 들어, 필터 커널의 파라미터들을 획득할 수도 있다.According to an embodiment, the AI setting unit 718 may determine the structure of the DNN corresponding to the downscale target, and obtain DNN setting information corresponding to the determined structure of the DNN, for example, parameters of the filter kernel.

원본 영상(105)의 AI 다운스케일을 위한 복수의 DNN 설정 정보는, 제 1 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련됨으로써, 최적화된 값을 가질 수 있다. 여기서, 각 DNN 설정 정보는 제 1 DNN에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다.The plurality of DNN configuration information for AI downscaling of the original image 105 may have an optimized value by performing joint training of the first DNN and the second DNN. Here, each DNN configuration information includes at least one of the number of convolutional layers included in the first DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel.

AI 다운스케일부(712)는 원본 영상(105)의 AI 다운스케일을 위해 결정된 DNN 설정 정보로 제 1 DNN을 세팅하여, 소정 해상도 및/또는 소정 화질의 제 1 영상(115)을 제 1 DNN을 통해 획득할 수 있다. 복수의 DNN 설정 정보 중 원본 영상(105)의 AI 다운스케일을 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, 제 1 DNN 내 각 레이어는 DNN 설정 정보에 포함된 정보들에 기초하여 입력된 데이터를 처리할 수 있다.The AI downscaling unit 712 sets the first DNN as the DNN setting information determined for the AI downscaling of the original image 105, and converts the first image 115 of a predetermined resolution and/or a predetermined quality to the first DNN. can be obtained through When DNN setting information for AI downscaling of the original image 105 is obtained among a plurality of DNN setting information, each layer in the first DNN may process input data based on information included in the DNN setting information. .

이하에서는, AI 설정부(718)가 다운스케일 타겟을 결정하는 방법에 대해 설명한다. 상기 다운스케일 타겟은 예를 들어, 원본 영상(105)으로부터 얼마나 해상도가 감소한 제 1 영상(115)을 획득해야 하는지를 나타낼 수 있다.Hereinafter, a method for the AI setting unit 718 to determine the downscale target will be described. The downscale target may indicate, for example, how much the first image 115 with reduced resolution should be obtained from the original image 105 .

AI 설정부(718)는 하나 이상의 입력 정보를 획득한다. 일 실시예에서, 입력 정보는 제 1 영상(115)의 타겟 해상도, 영상 데이터의 타겟 비트레이트, 영상 데이터의 비트레이트 타입(예를 들어, variable bitrate 타입, constant bitrate 타입 또는 average bitrate 타입 등), AI 다운스케일이 적용되는 컬러 포맷(휘도 성분, 색차 성분, 레드 성분, 그린 성분 또는 블루 성분 등), 제 1 영상(115)의 제 1 부호화를 위한 코덱 타입, 압축 히스토리 정보, 원본 영상(105)의 해상도 및 원본 영상(105)의 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The AI setting unit 718 acquires one or more pieces of input information. In an embodiment, the input information includes a target resolution of the first image 115, a target bitrate of the image data, a bitrate type of the image data (eg, a variable bitrate type, a constant bitrate type, or an average bitrate type); Color format to which AI downscale is applied (luminance component, chrominance component, red component, green component, or blue component, etc.), codec type for first encoding of first image 115, compression history information, original image 105 at least one of a resolution of , and a type of the original image 105 .

하나 이상의 입력 정보는 AI 부호화 장치(700)에 미리 저장되거나, 사용자로부터 입력받은 정보를 포함할 수 있다.One or more pieces of input information may include information previously stored in the AI encoding apparatus 700 or received from a user.

AI 설정부(718)는 입력 정보에 기초하여 AI 다운스케일부(712)의 동작을 제어한다. 일 실시예에서, AI 설정부(718)는 입력 정보에 따라 다운스케일 타겟을 결정하고, 결정된 다운스케일 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(712)로 제공할 수 있다.The AI setting unit 718 controls the operation of the AI downscale unit 712 based on the input information. In an embodiment, the AI setting unit 718 may determine a downscale target according to input information, and provide DNN setting information corresponding to the determined downscale target to the AI downscale unit 712 .

일 실시예에서, AI 설정부(718)는 입력 정보의 적어도 일부를 제 1 부호화부(714)로 전달하여 제 1 부호화부(714)가 특정 값의 비트레이트, 특정 타입의 비트레이트 및 특정 코덱으로 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하게 할 수도 있다.In an embodiment, the AI setting unit 718 transmits at least a portion of the input information to the first encoding unit 714 so that the first encoding unit 714 provides a bitrate of a specific value, a bitrate of a specific type, and a specific codec. may cause the first image 115 to be first encoded.

일 실시예에서, AI 설정부(718)는 압축률(예를 들어, 원본 영상(105)과 제 1 영상(115) 사이의 해상도 차이, 타겟 비트레이트), 압축 품질(예를 들어, 비트레이트 타입), 압축 히스토리 정보 및 원본 영상(105)의 타입 중 적어도 하나에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다. In an embodiment, the AI setting unit 718 may include a compression rate (eg, a difference in resolution between the original image 105 and the first image 115 , a target bitrate), and a compression quality (eg, a bitrate type). ), compression history information, and a downscale target may be determined based on at least one of the type of the original image 105 .

일 예에서, AI 설정부(718)는 미리 설정되거나, 사용자로부터 입력받은 압축률 또는 압축 품질 등에 기반하여 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다. In an example, the AI setting unit 718 may determine a downscale target based on a preset or a compression rate or compression quality input from a user.

다른 예로, AI 설정부(718)는 AI 부호화 장치(700)에 저장된 압축 히스토리 정보를 이용하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다. 예를 들어, AI 부호화 장치(700)가 이용할 수 있는 압축 히스토리 정보에 따르면, 사용자가 선호하는 부호화 품질 또는 압축률 등이 결정될 수 있으며, 압축 히스토리 정보에 기초하여 결정된 부호화 품질 등에 따라 다운스케일 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들면, 압축 히스토리 정보에 따라 가장 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질에 따라 제 1 영상(115)의 해상도, 화질 등이 결정될 수 있다. As another example, the AI setting unit 718 may determine the downscale target by using the compression history information stored in the AI encoding apparatus 700 . For example, according to the compression history information available to the AI encoding apparatus 700, the encoding quality or compression rate preferred by the user may be determined, and the downscale target may be determined according to the encoding quality determined based on the compression history information. can For example, the resolution and quality of the first image 115 may be determined according to the encoding quality that has been most frequently used according to the compression history information.

또 다른 예로, AI 설정부(718)는 압축 히스토리 정보에 따라 소정의 임계 값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질(예를 들면, 소정의 임계값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질들의 평균 품질)에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다. As another example, the AI setting unit 718 sets the encoding quality that has been used more than a predetermined threshold value (eg, average quality of encoding qualities that have been used more than a predetermined threshold value) according to the compression history information. A downscale target may be determined based on it.

또 다른 예로, AI 설정부(718)는 원본 영상(105)의 해상도, 타입(예를 들어, 파일의 형식)등에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다.As another example, the AI setting unit 718 may determine the downscale target based on the resolution and type (eg, file format) of the original image 105 .

일 실시예에서, 원본 영상(105)이 복수의 프레임으로 구성된 경우, AI 설정부(718)는 소정 개수의 프레임 별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득하고, 독립적으로 획득한 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(712)로 제공할 수도 있다. In one embodiment, when the original image 105 is composed of a plurality of frames, the AI setting unit 718 independently acquires DNN setting information for each predetermined number of frames, and uses the independently acquired DNN setting information to AI downscaling. A portion 712 may be provided.

일 예시에서, AI 설정부(718)는 원본 영상(105)을 구성하는 프레임들을 소정 개수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수 있다. 각 그룹에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다. 그룹들에 포함된 프레임들의 개수는 그룹별로 동일하거나 상이할 수 있다.In one example, the AI setting unit 718 may divide the frames constituting the original image 105 into a predetermined number of groups, and independently obtain DNN setting information for each group. The same or different DNN configuration information may be obtained for each group. The number of frames included in the groups may be the same or different for each group.

다른 예시에서, AI 설정부(718)는 원본 영상(105)을 구성하는 프레임별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 결정할 수 있다. 각각의 프레임에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다.In another example, the AI setting unit 718 may independently determine DNN setting information for each frame constituting the original image 105 . The same or different DNN configuration information may be obtained for each frame.

이하에서는, AI 다운스케일의 기반이 되는 제 1 DNN(800)의 예시적인 구조에 대해 설명한다.Hereinafter, an exemplary structure of the first DNN 800 as a basis for AI downscaling will be described.

도 8은 원본 영상(105)의 AI 다운스케일을 위한 제 1 DNN(800)을 나타내는 예시적인 도면이다.8 is an exemplary diagram illustrating the first DNN 800 for AI downscaling of the original image 105 .

도 8에 도시된 바와 같이, 원본 영상(105)은 제 1 컨볼루션 레이어(810)로 입력된다. 제 1 컨볼루션 레이어(810)는 5 x 5의 크기의 32개의 필터 커널을 이용하여 원본 영상(105)에 대해 컨볼루션 처리를 한다. 컨볼루션 처리 결과 생성된 32개의 특징 맵은 제 1 활성화 레이어(820)로 입력된다. 제 1 활성화 레이어(820)는 32개의 특징 맵에 대해 비선형(Non-linear) 특성을 부여할 수 있다.As shown in FIG. 8 , the original image 105 is input to the first convolutional layer 810 . The first convolutional layer 810 performs convolution processing on the original image 105 using 32 filter kernels having a size of 5×5. The 32 feature maps generated as a result of the convolution process are input to the first activation layer 820 . The first activation layer 820 may provide non-linear characteristics to 32 feature maps.

제 1 활성화 레이어(820)는 제 1 컨볼루션 레이어(810)로부터 출력되는 특징 맵들의 샘플 값들을 제 2 컨볼루션 레이어(830)로 전달할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 특징 맵들의 샘플 값들 중 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(820)에 의해 활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(830)로 전달되고, 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(820)에 의해 비활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(830)로 전달되지 않는다. 제 1 컨볼루션 레이어(810)로부터 출력되는 특징 맵들이 나타내는 정보가 제 1 활성화 레이어(820)에 의해 강조된다.The first activation layer 820 determines whether to transfer sample values of the feature maps output from the first convolution layer 810 to the second convolution layer 830 . For example, some sample values among the sample values of the feature maps are activated by the first activation layer 820 and transmitted to the second convolution layer 830 , and some sample values are activated by the first activation layer 820 . It is deactivated and is not transmitted to the second convolutional layer 830 . Information indicated by the feature maps output from the first convolution layer 810 is emphasized by the first activation layer 820 .

제 1 활성화 레이어(820)의 출력(825)이 제 2 컨볼루션 레이어(830)로 입력된다. 제 2 컨볼루션 레이어(830)는 5 x 5의 크기의 32개의 필터 커널을 이용하여 입력 데이터에 대해 컨볼루션 처리를 한다. 컨볼루션 처리 결과 출력된 32개의 특징 맵은 제 2 활성화 레이어(840)로 입력되고, 제 2 활성화 레이어(840)는 32개의 특징 맵에 대해 비선형 특성을 부여할 수 있다. The output 825 of the first activation layer 820 is input to the second convolution layer 830 . The second convolution layer 830 performs convolution processing on input data by using 32 filter kernels having a size of 5×5. The 32 feature maps output as a result of the convolution process are input to the second activation layer 840 , and the second activation layer 840 may provide nonlinear characteristics to the 32 feature maps.

제 2 활성화 레이어(840)의 출력(845)은 제 3 컨볼루션 레이어(850)로 입력된다. 제 3 컨볼루션 레이어(850)는 5 x 5의 크기의 1개의 필터 커널을 이용하여 입력된 데이터에 대해 컨볼루션 처리를 한다. 컨볼루션 처리 결과 제 3 컨볼루션 레이어(850)로부터 1개의 영상이 출력될 수 있다. 제 3 컨볼루션 레이어(850)는 최종 영상을 출력하기 위한 레이어로서 1개의 필터 커널을 이용하여 1개의 출력을 획득한다. 본 개시의 예시에 따르면, 제 3 컨볼루션 레이어(850)는 컨벌루션 연산 결과를 통해 제 1 영상(115)을 출력할 수 있다.The output 845 of the second activation layer 840 is input to the third convolution layer 850 . The third convolution layer 850 performs convolution processing on input data using one filter kernel having a size of 5×5. As a result of the convolution processing, one image may be output from the third convolutional layer 850 . The third convolutional layer 850 is a layer for outputting a final image and obtains one output by using one filter kernel. According to the example of the present disclosure, the third convolution layer 850 may output the first image 115 through the convolution operation result.

제 1 DNN(800)의 제 1 컨볼루션 레이어(810), 제 2 컨볼루션 레이어(830) 및 제 3 컨볼루션 레이어(850)의 필터 커널의 개수, 필터 커널의 파라미터 등을 나타내는 DNN 설정 정보는 복수 개일 수 있는데, 복수의 DNN 설정 정보는 제 2 DNN의 복수의 DNN 설정 정보와 연계되어야 한다. 제 1 DNN의 복수의 DNN 설정 정보와 제 2 DNN의 복수의 DNN 설정 정보 사이의 연계는, 제 1 DNN 및 제 2 DNN의 연계 학습을 통해 구현될 수 있다. DNN setting information indicating the number of filter kernels of the first convolutional layer 810, the second convolutional layer 830, and the third convolutional layer 850 of the first DNN 800, parameters of the filter kernel, etc. There may be a plurality, and the plurality of DNN configuration information should be associated with the plurality of DNN configuration information of the second DNN. The association between the plurality of DNN configuration information of the first DNN and the plurality of DNN configuration information of the second DNN may be implemented through association learning of the first DNN and the second DNN.

도 8은 제 1 DNN(800)이 세 개의 컨볼루션 레이어(810, 830, 750)와 두 개의 활성화 레이어(820, 840)를 포함하고 있는 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 구현예에 따라서, 컨볼루션 레이어 및 활성화 레이어의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 구현예에 따라서, 제 1 DNN(800)은 RNN(recurrent neural network)을 통해 구현될 수도 있다. 이 경우는 본 개시의 예시에 따른 제 1 DNN(800)의 CNN 구조를 RNN 구조로 변경하는 것을 의미한다.8 illustrates that the first DNN 800 includes three convolutional layers 810 , 830 , 750 and two activation layers 820 , 840 , but this is only an example, and the implementation Accordingly, the number of convolutional layers and activation layers may be variously changed. Also, according to an embodiment, the first DNN 800 may be implemented through a recurrent neural network (RNN). In this case, it means changing the CNN structure of the first DNN 800 according to the example of the present disclosure to the RNN structure.

일 실시예에서, AI 다운스케일부(712)는 컨볼루션 연산 및 활성화 레이어의 연산을 위한 적어도 하나의 ALU를 포함할 수 있다. ALU는 프로세서로 구현될 수 있다. 컨볼루션 연산을 위해, ALU는 원본 영상(105) 또는 이전 레이어에서 출력된 특징 맵의 샘플 값들과 필터 커널의 샘플 값들 사이의 곱 연산을 수행하는 곱셈기 및 곱셈의 결과 값들을 더하는 가산기를 포함할 수 있다. 또한, 활성화 레이어의 연산을 위해, ALU는 미리 결정된 시그모이드 함수, Tanh 함수 또는 ReLU 함수 등에서 이용되는 가중치를 입력된 샘플 값에 곱하는 곱셈기, 및 곱한 결과와 소정 값을 비교하여 입력된 샘플 값을 다음 레이어로 전달할지를 판단하는 비교기를 포함할 수 있다.In an embodiment, the AI downscaling unit 712 may include at least one ALU for a convolution operation and an activation layer operation. The ALU may be implemented as a processor. For the convolution operation, the ALU may include a multiplier that performs a multiplication operation between the sample values of the feature map output from the original image 105 or the previous layer and the sample values of the filter kernel, and an adder that adds the result values of the multiplication. have. In addition, for the calculation of the activation layer, the ALU is a multiplier that multiplies an input sample value by a weight used in a predetermined sigmoid function, a Tanh function, or a ReLU function, and compares the multiplication result with a predetermined value to calculate the input sample value It may include a comparator that determines whether to transfer to the next layer.

다시 도 7을 참조하면, AI 설정부(718)는 AI 데이터를 데이터 처리부(716)로 전달한다. AI 데이터는, AI 업스케일부(236)가 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. AI 다운스케일부(712)로부터 제 1 영상(115)을 전달받은 제 1 부호화부(714)는 주파수 변환 기반의 영상 압축 방법에 따라 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하여 제 1 영상(115)이 가지는 정보량을 감축시킬 수 있다. 소정의 코덱(예를 들어, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1)을 통한 제 1 부호화 결과, 영상 데이터가 획득된다. 영상 데이터는 소정의 코덱의 규칙, 즉 신택스에 따라 획득된다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(115)과 제 1 영상(115)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터, 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하는데 이용된 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하는데 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다. 제 1 부호화부(714)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터는 데이터 처리부(716)로 제공된다. Referring back to FIG. 7 , the AI setting unit 718 transmits AI data to the data processing unit 716 . The AI data includes information enabling the AI upscaling unit 236 to AI upscale the second image 135 to an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN. The first encoder 714 receiving the first image 115 from the AI downscaler 712 first encodes the first image 115 according to the frequency transformation-based image compression method to obtain the first image 115 . ) can reduce the amount of information it has. As a result of the first encoding through a predetermined codec (eg, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, or AV1), image data is obtained. The image data is obtained according to a rule of a predetermined codec, that is, a syntax. For example, the image data includes residual data that is a difference between the first image 115 and the prediction data of the first image 115 , prediction mode information used to first encode the first image 115 , motion information, and Information related to a quantization parameter used to first encode the first image 115 may be included. The image data obtained as a result of the first encoding by the first encoder 714 is provided to the data processor 716 .

데이터 처리부(716)는 제 1 부호화부(714)로부터 수신된 영상 데이터와 AI 설정부(718)로부터 수신된 AI 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성한다. The data processing unit 716 generates AI encoded data including the image data received from the first encoding unit 714 and the AI data received from the AI setting unit 718 .

일 실시예에서, 데이터 처리부(716)는 영상 데이터와 AI 데이터를 각각 분리된 상태로 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, AI 데이터는 HDMI 스트림 내의 VSIF(Vendor Specific InfoFrame)에 포함될 수 있다.In an embodiment, the data processing unit 716 may generate AI-encoded data including image data and AI data in a separate state. As an example, AI data may be included in a Vendor Specific InfoFrame (VSIF) in the HDMI stream.

다른 실시예에서, 데이터 처리부(716)는 제 1 부호화부(714)에 의한 제 1 부호화 결과로 획득되는 영상 데이터 내에 AI 데이터를 포함시키고, 해당 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 데이터 처리부(716)는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림과 AI 데이터에 해당하는 비트스트림을 결합하여 하나의 비트스트림 형태의 영상 데이터를 생성할 수도 있다. 이를 위해, 데이터 처리부(716)는 AI 데이터를 0 또는 1의 값을 갖는 비트들, 즉 비트스트림으로 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 처리부(716)는 제 1 부호화 결과로 획득되는 비트스트림의 부가 정보 영역인 SEI(Supplemental enhancement information)에 AI 데이터에 해당하는 비트스트림을 포함시킬 수 있다. In another embodiment, the data processing unit 716 may include AI data in image data obtained as a result of the first encoding by the first encoding unit 714 and generate AI encoded data including the corresponding image data. . For example, the data processing unit 716 may generate image data in the form of one bitstream by combining a bitstream corresponding to image data and a bitstream corresponding to AI data. To this end, the data processing unit 716 may express AI data as bits having a value of 0 or 1, that is, a bitstream. In an embodiment, the data processing unit 716 may include a bitstream corresponding to AI data in supplemental enhancement information (SEI), which is an additional information area of a bitstream obtained as a result of the first encoding.

AI 부호화 데이터는 전송부(730)로 전송된다. 전송부(730)는 네트워크를 통해 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 전송한다.일 실시예에서, AI 부호화 데이터는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium) 등을 포함하는 데이터 저장 매체에 저장될 수도 있다.AI-encoded data is transmitted to the transmitter 730 . The transmission unit 730 transmits the AI-encoded data obtained as a result of the AI-encoding through a network. In an embodiment, the AI-encoded data is a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, and a CD-ROM and a DVD. It may be stored in a data storage medium including an optical recording medium, a magneto-optical medium such as a floptical disk, and the like.

도 9는 일 실시예에 따른 AI 부호화 데이터(900)의 구조를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a structure of AI-encoded data 900 according to an embodiment.

전술한 바와 같이, AI 부호화 데이터(900) 내에 AI 데이터(912)와 영상 데이터(932)가 분리되어 포함될 수 있다. 여기서, AI 부호화 데이터(900)는 MP4, AVI, MKV, FLV 등의 컨테이너 포맷일 수 있다. AI 부호화 데이터(900)는 메타데이터 박스(910)와 미디어데이터 박스(930)로 구성될 수 있다. As described above, the AI data 912 and the image data 932 may be separately included in the AI encoded data 900 . Here, the AI-encoded data 900 may be in a container format such as MP4, AVI, MKV, or FLV. The AI-encoded data 900 may include a metadata box 910 and a media data box 930 .

메타데이터 박스(910)에는 미디어데이터 박스(930)에 포함된 영상 데이터(932)에 관한 정보가 포함된다. 예를 들어, 메타데이터 박스(910)에는 제 1 영상(115)의 종류, 제 1 영상(115)의 부호화에 사용된 코덱의 종류 및 제 1 영상(115)의 재생 시간 등에 관한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 메타데이터 박스(910)에는 AI 데이터(912)가 포함될 수 있다. AI 데이터(912)는 소정 컨테이너 포맷에서 제공하는 부호화 방식에 따라 부호화되어, 메타데이터 박스(910)에 저장될 수 있다. The metadata box 910 includes information about the image data 932 included in the media data box 930 . For example, the metadata box 910 may include information on the type of the first image 115 , the type of codec used to encode the first image 115 , and the playback time of the first image 115 . have. Also, the metadata box 910 may include AI data 912 . The AI data 912 may be encoded according to an encoding method provided by a predetermined container format and stored in the metadata box 910 .

미디어데이터 박스(930)는 소정의 영상 압축 방식의 신택스에 따라 생성된 영상 데이터(932)를 포함할 수 있다.The media data box 930 may include image data 932 generated according to the syntax of a predetermined image compression method.

도 10은 다른 실시예에 따른 AI 부호화 데이터(1000)의 구조를 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating a structure of AI encoded data 1000 according to another embodiment.

도 10을 참조하면, AI 데이터(1034)는 영상 데이터(1032)에 포함될 수도 있다. AI 부호화 데이터(1000)는 메타데이터 박스(1010)와 미디어데이터 박스(1030)를 포함할 수 있는데, AI 데이터(1034)가 영상 데이터(1032)에 포함된 경우, 메타데이터 박스(1010)에는 AI 데이터(1034)가 포함되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 10 , AI data 1034 may be included in image data 1032 . The AI-encoded data 1000 may include a metadata box 1010 and a media data box 1030 . When the AI data 1034 is included in the image data 1032 , the metadata box 1010 contains AI Data 1034 may not be included.

미디어데이터 박스(1030)에는 AI 데이터(1034)를 포함하는 영상 데이터(1032)가 포함된다. 일 예로, AI 데이터(1034)는 영상 데이터(1032)의 부가 정보 영역에 포함될 수 있다.The media data box 1030 includes image data 1032 including AI data 1034 . For example, the AI data 1034 may be included in the additional information area of the image data 1032 .

이하에서는, 도 11을 참조하여, 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)을 연계 훈련시키는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of jointly training the first DNN 800 and the second DNN 300 will be described with reference to FIG. 11 .

도 11은 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)을 훈련시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a method of training the first DNN 800 and the second DNN 300 .

일 실시예에서 AI 부호화 과정을 통해 AI 부호화된 원본 영상(105)이 AI 복호화 과정을 통해 제 3 영상(145)으로 복원되는데, AI 복호화 결과 획득된 제 3 영상(145)과 원본 영상(105)과의 유사성을 유지하기 위해서는 AI 부호화 과정 및 AI 복호화 과정에 연관성이 필요하다. 즉, AI 부호화 과정에서 손실된 정보를 AI 복호화 과정에서 복원할 수 있어야 하는데, 이를 위해 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련이 요구된다.In an embodiment, the AI-encoded original image 105 through the AI encoding process is restored to the third image 145 through the AI decoding process. The third image 145 and the original image 105 obtained as a result of AI decoding In order to maintain the similarity with the AI encoding process and the AI decoding process, correlation is required. That is, information lost in the AI encoding process should be able to be restored in the AI decoding process, and for this purpose, joint training between the first DNN 800 and the second DNN 300 is required.

정확한 AI 복호화를 위해서는 궁극적으로 도 11에 도시된 제 3 훈련 영상(1104)과 원본 훈련 영상(1101) 사이의 비교 결과에 대응하는 퀄리티 손실 정보(1130)를 감소시킬 필요가 있다. 따라서, 퀄리티 손실 정보(1130)는 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 훈련 모두에 이용된다.For accurate AI decoding, it is ultimately necessary to reduce the quality loss information 1130 corresponding to the comparison result between the third training image 1104 and the original training image 1101 shown in FIG. 11 . Accordingly, the quality loss information 1130 is used for both training of the first DNN 800 and the second DNN 300 .

먼저, 도 11에 도시된 훈련 과정에 대해 설명한다.First, the training process shown in FIG. 11 will be described.

도 11에서, 원본 훈련 영상(original training image)(1101)은 AI 다운스케일의 대상이 되는 영상이고, 제 1 훈련 영상(first training image)(1102)은 원본 훈련 영상(1101)로부터 AI 다운스케일된 영상이다. 또한, 제 3 훈련 영상(third training image)(1104)은 제 1 훈련 영상(1102)으로부터 AI 업스케일된 영상이다. In FIG. 11 , an original training image 1101 is an image subject to AI downscale, and a first training image 1102 is an AI downscaled image from the original training image 1101 . it's a video Also, the third training image 1104 is an AI upscaled image from the first training image 1102 .

원본 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상을 포함한다. 일 실시예에서, 원본 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상으로부터 추출된 휘도 영상을 포함할 수도 있다. 또한, 일 실시예에서, 원본 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상에서 추출된 패치 영상을 포함할 수도 있다. 원본 훈련 영상(1101)이 복수의 프레임으로 이루어진 경우, 제 1 훈련 영상(1102), 제 2 훈련 영상 및 제 3 훈련 영상(1104) 역시 복수의 프레임으로 구성된다. 원본 훈련 영상(1101)의 복수의 프레임이 순차적으로 제 1 DNN(800)에 입력되면, 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)을 통해 제 1 훈련 영상(1102), 제 2 훈련 영상 및 제 3 훈련 영상(1104)의 복수의 프레임이 순차적으로 획득될 수 있다.The original training image 1101 includes a still image or a moving image composed of a plurality of frames. In an embodiment, the original training image 1101 may include a still image or a luminance image extracted from a moving picture including a plurality of frames. Also, according to an embodiment, the original training image 1101 may include a still image or a patch image extracted from a moving image including a plurality of frames. When the original training image 1101 consists of a plurality of frames, the first training image 1102 , the second training image and the third training image 1104 also include a plurality of frames. When a plurality of frames of the original training image 1101 are sequentially input to the first DNN 800 , the first training image 1102 and the second training image are performed through the first DNN 800 and the second DNN 300 . and a plurality of frames of the third training image 1104 may be sequentially acquired.

제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 연계 훈련을 위해, 원본 훈련 영상(1101)이 제 1 DNN(800)으로 입력된다. 제 1 DNN(800)으로 입력된 원본 훈련 영상(1101)은 AI 다운스케일되어 제 1 훈련 영상(1102)으로 출력되고, 제 1 훈련 영상(1102)이 제 2 DNN(300)에 입력된다. 제 1 훈련 영상(1102)에 대한 AI 업스케일 결과 제 3 훈련 영상(1104)이 출력된다.For joint training of the first DNN 800 and the second DNN 300 , an original training image 1101 is input to the first DNN 800 . The original training image 1101 input to the first DNN 800 is AI downscaled and output as the first training image 1102 , and the first training image 1102 is input to the second DNN 300 . A third training image 1104 is output as a result of AI upscaling for the first training image 1102 .

도 11을 참조하면, 제 2 DNN(300)으로 제 1 훈련 영상(1102)이 입력되고 있는데, 구현예에 따라, 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화 및 제 1 복호화 과정을 거쳐 획득된 제 2 훈련 영상(second training image)이 제 2 DNN(300)으로 입력될 수도 있다. 제 2 훈련 영상을 제 2 DNN으로 입력시키기 위해 MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 중 어느 하나의 코덱이 이용될 수 있다. 구체적으로, 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화 및 제 1 훈련 영상(1102)에 대응하는 영상 데이터의 제 1 복호화에, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 중 어느 하나의 코덱이 이용될 수 있다. Referring to FIG. 11 , a first training image 1102 is being input to the second DNN 300 . According to an embodiment, the first training image 1102 is obtained through a first encoding and a first decoding process. A second training image may be input to the second DNN 300 . In order to input the second training image to the second DNN, any one of MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, and AV1 codecs may be used. Specifically, in the first encoding of the first training image 1102 and the first decoding of image data corresponding to the first training image 1102, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1 , VP8, VP9, and any one codec of AV1 may be used.

도 11을 참조하면, 제 1 DNN(800)을 통해 제 1 훈련 영상(1102)이 출력되는 것과 별개로, 원본 훈련 영상(1101)으로부터 레거시 다운스케일된 축소 훈련 영상(1103)이 획득된다. 여기서, 레거시 다운스케일은 바이리니어(bilinear) 스케일, 바이큐빅(bicubic) 스케일, 란조스(lanczos) 스케일 및 스테어 스탭(stair step) 스케일 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the legacy downscaled reduced training image 1103 is obtained from the original training image 1101 separately from the output of the first training image 1102 through the first DNN 800 . Here, the legacy downscale may include at least one of a bilinear scale, a bicubic scale, a lanczos scale, and a stair step scale.

원본 영상(105)의 구조적 특징을 기준으로 제 1 영상(115)의 구조적 특징이 크게 벗어나는 것을 방지하기 위해, 원본 훈련 영상(1101)의 구조적 특징을 보존하는 축소 훈련 영상(1103)을 획득하는 것이다.In order to prevent the structural features of the first image 115 from greatly deviate based on the structural features of the original image 105, a reduced training image 1103 that preserves the structural features of the original training image 1101 is acquired. .

훈련의 진행 전 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)은 미리 결정된 DNN 설정 정보로 세팅될 수 있다. 훈련이 진행됨에 따라 구조적 손실 정보(1110), 복잡성 손실 정보(1120) 및 퀄리티 손실 정보(1130)가 결정될 수 있다.Before the training proceeds, the first DNN 800 and the second DNN 300 may be set with predetermined DNN configuration information. As training progresses, structural loss information 1110 , complexity loss information 1120 , and quality loss information 1130 may be determined.

구조적 손실 정보(1110)는 축소 훈련 영상(1103)과 제 1 훈련 영상(1102)의 비교 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예에서, 구조적 손실 정보(1110)는 축소 훈련 영상(1103)의 구조적 정보와 제 1 훈련 영상(1102)의 구조적 정보 사이의 차이에 해당할 수 있다. 구조적 정보는, 영상의 휘도, 대비, 히스토그램 등 영상으로부터 추출 가능한 다양한 특징을 포함할 수 있다. 구조적 손실 정보(1110)는 원본 훈련 영상(1101)의 구조적 정보가 제 1 훈련 영상(1102)에서 어느 정도로 유지되고 있는지를 나타낸다. 구조적 손실 정보(1110)가 작을수록 제 1 훈련 영상(1102)의 구조적 정보가 원본 훈련 영상(1101)의 구조적 정보와 유사해진다.The structural loss information 1110 may be determined based on a comparison result between the reduced training image 1103 and the first training image 1102 . In one example, the structural loss information 1110 may correspond to a difference between the structural information of the reduced training image 1103 and the structural information of the first training image 1102 . The structural information may include various features that can be extracted from the image, such as luminance, contrast, and histogram of the image. The structural loss information 1110 indicates to what extent the structural information of the original training image 1101 is maintained in the first training image 1102 . As the structural loss information 1110 is smaller, the structural information of the first training image 1102 is similar to the structural information of the original training image 1101 .

복잡성 손실 정보(1120)는 제 1 훈련 영상(1102)의 공간적 복잡도에 기반하여 결정될 수 있다. 일 예에서, 공간적 복잡도로서, 제 1 훈련 영상(1102)의 총 분산(total variance)값이 이용될 수 있다. 복잡성 손실 정보(1120)는 제 1 훈련 영상(1102)을 제 1 부호화하여 획득한 영상 데이터의 비트레이트와 관련된다. 복잡성 손실 정보(1120)가 작을수록 영상 데이터의 비트레이트가 작은 것으로 정의된다.The complexity loss information 1120 may be determined based on the spatial complexity of the first training image 1102 . In an example, as the spatial complexity, a total variance value of the first training image 1102 may be used. The complexity loss information 1120 is related to a bit rate of image data obtained by first encoding the first training image 1102 . The smaller the complexity loss information 1120 is, the smaller the bit rate of image data is defined.

퀄리티 손실 정보(1130)는 원본 훈련 영상(1101)과 제 3 훈련 영상(1104)의 비교 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 퀄리티 손실 정보(1130)는 원본 훈련 영상(1101)과 제 3 훈련 영상(1104)의 차이에 대한 L1-norm 값, L2-norm 값, SSIM(Structural Similarity) 값, PSNR-HVS(Peak Signal-To-Noise Ratio-Human Vision System) 값, MS-SSIM(Multiscale SSIM) 값, VIF(Variance Inflation Factor) 값 및 VMAF(Video Multimethod Assessment Fusion) 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 퀄리티 손실 정보(1130)는 제 3 훈련 영상(1104)이 원본 훈련 영상(1101)과 어느 정도로 유사한지를 나타낸다. 퀄리티 손실 정보(1130)가 작을수록 제 3 훈련 영상(1104)이 원본 훈련 영상(1101)에 더 유사해진다.The quality loss information 1130 may be determined based on a comparison result between the original training image 1101 and the third training image 1104 . The quality loss information 1130 includes an L1-norm value, an L2-norm value, a Structural Similarity (SSIM) value, and a Peak Signal-To (PSNR-HVS) value for the difference between the original training image 1101 and the third training image 1104 . It may include at least one of a Noise Ratio-Human Vision System) value, a Multiscale SSIM (MS-SSIM) value, a Variance Inflation Factor (VIF) value, and a Video Multimethod Assessment Fusion (VMAF) value. The quality loss information 1130 indicates how similar the third training image 1104 is to the original training image 1101 . As the quality loss information 1130 is smaller, the third training image 1104 is more similar to the original training image 1101 .

도 11을 참조하면, 구조적 손실 정보(1110), 복잡성 손실 정보(1120) 및 퀄리티 손실 정보(1130)가 제 1 DNN(800)의 훈련에 이용되고, 퀄리티 손실 정보(1130)는 제 2 DNN(300)의 훈련에 이용된다. 즉, 퀄리티 손실 정보(1130)는 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 훈련에 모두 이용된다.11, structural loss information 1110, complexity loss information 1120, and quality loss information 1130 are used for training of the first DNN 800, and the quality loss information 1130 is the second DNN ( 300) is used for training. That is, the quality loss information 1130 is used for both training of the first DNN 800 and the second DNN 300 .

제 1 DNN(800)은 구조적 손실 정보(1110), 복잡성 손실 정보(1120) 및 퀄리티 손실 정보(1130)에 기초하여 결정된 최종 손실 정보가 감소 또는 최소화되도록 파라미터를 갱신할 수 있다. 또한, 제 2 DNN(300)은 퀄리티 손실 정보(1130)가 감소 또는 최소화되도록 파라미터를 갱신할 수 있다.The first DNN 800 may update parameters such that the final loss information determined based on the structural loss information 1110 , the complexity loss information 1120 , and the quality loss information 1130 is reduced or minimized. Also, the second DNN 300 may update the parameter so that the quality loss information 1130 is reduced or minimized.

제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 훈련을 위한 최종 손실 정보는 아래의 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.Final loss information for training of the first DNN 800 and the second DNN 300 may be determined as in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112020105549741-pat00001
Figure 112020105549741-pat00001

상기 수학식 1에서, LossDS는 제 1 DNN(800)의 훈련을 위해 감소 또는 최소화되어야 할 최종 손실 정보를 나타내고, LossUS는 제 2 DNN(300)의 훈련을 위해 감소 또는 최소화되어야 할 최종 손실 정보를 나타낸다. 또한, a, b, c, d는 미리 결정된 소정의 가중치에 해당할 수 있다.In Equation 1, LossDS represents final loss information to be reduced or minimized for training of the first DNN 800, and LossUS represents final loss information to be reduced or minimized for training of the second DNN 300. indicates. Also, a, b, c, and d may correspond to predetermined weights.

즉, 제 1 DNN(800)은 수학식 1의 LossDS가 감소되는 방향으로 파라미터들을 갱신하고, 제 2 DNN(300)은 LossUS가 감소되는 방향으로 파라미터들을 갱신하게 된다. 훈련 과정에서 도출된 LossDS에 따라 제 1 DNN(800)의 파라미터들이 갱신되면, 갱신된 파라미터에 기초하여 획득되는 제 1 훈련 영상(1102)이 이전 훈련 과정에서의 제 1 훈련 영상(1102)과 달라지게 되고, 그에 따라 제 3 훈련 영상(1104) 역시 이전 훈련 과정에서의 제 3 훈련 영상(1104)과 달라지게 된다. 제 3 훈련 영상(1104)이 이전 훈련 과정에서의 제 3 훈련 영상(1104)과 달라지게 되면, 퀄리티 손실 정보(1130) 역시 새롭게 결정되며, 그에 따라 제 2 DNN(300)은 파라미터들을 갱신한다. 퀄리티 손실 정보(1130)가 새롭게 결정되면, LossDS 역시 새롭게 결정되므로, 제 1 DNN(800)은 새롭게 결정된 LossDS에 따라 파라미터들을 갱신한다. 즉, 제 1 DNN(800)의 파라미터 갱신은, 제 2 DNN(300)의 파라미터 갱신을 야기하고, 제 2 DNN(300)의 파라미터 갱신은 제 1 DNN(800)의 파라미터 갱신을 야기하는 것이다. 다시 말하면, 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)은 퀄리티 손실 정보(1130)의 공유를 통해 연계 훈련되므로, 제 1 DNN(800)의 파라미터들과 제 2 DNN(300)의 파라미터들이 서로 연관성을 가지고 최적화될 수 있는 것이다.That is, the first DNN 800 updates parameters in a direction in which LossDS of Equation 1 is decreased, and the second DNN 300 updates parameters in a direction in which LossUS is decreased. When the parameters of the first DNN 800 are updated according to the LossDS derived in the training process, the first training image 1102 obtained based on the updated parameters is different from the first training image 1102 in the previous training process. and, accordingly, the third training image 1104 is also different from the third training image 1104 in the previous training process. When the third training image 1104 is different from the third training image 1104 in the previous training process, the quality loss information 1130 is also newly determined, and accordingly, the second DNN 300 updates the parameters. When the quality loss information 1130 is newly determined, since LossDS is also newly determined, the first DNN 800 updates parameters according to the newly determined LossDS. That is, the parameter update of the first DNN 800 causes the parameter update of the second DNN 300 , and the parameter update of the second DNN 300 causes the parameter update of the first DNN 800 . In other words, since the first DNN 800 and the second DNN 300 are jointly trained through sharing of the quality loss information 1130 , the parameters of the first DNN 800 and the parameters of the second DNN 300 are They can be optimized in relation to each other.

수학식 1을 참조하면, LossUS가 퀄리티 손실 정보(1130)에 따라 결정되는 것을 알 수 있으나, 이는 하나의 예시이며, LossUS는 구조적 손실 정보(1110) 및 복잡성 손실 정보(1120) 중 적어도 하나와, 퀄리티 손실 정보(1130)에 기초하여 결정될 수도 있다.Referring to Equation 1, it can be seen that LossUS is determined according to quality loss information 1130, but this is an example, and LossUS is at least one of structural loss information 1110 and complexity loss information 1120, It may be determined based on the quality loss information 1130 .

앞서, AI 복호화 장치(200)의 AI 설정부(238) 및 AI 부호화 장치(700)의 AI 설정부(718)는 복수의 DNN 설정 정보를 저장하는 것으로 설명하였는데, AI 설정부(238) 및 AI 설정부(718)에 저장되는 복수의 DNN 설정 정보 각각을 훈련시키는 방법에 대해 설명한다.Previously, it has been described that the AI setting unit 238 of the AI decoding apparatus 200 and the AI setting unit 718 of the AI encoding apparatus 700 store a plurality of DNN setting information, the AI setting unit 238 and the AI A method of training each of the plurality of DNN configuration information stored in the setting unit 718 will be described.

수학식 1과 관련하여 설명한 바와 같이, 제 1 DNN(800)의 경우, 제 1 훈련 영상(1102)의 구조적 정보와 원본 훈련 영상(1101)의 구조적 정보 사이의 유사 정도(구조적 손실 정보(1110)), 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화 결과 획득되는 영상 데이터의 비트레이트(복잡성 손실 정보(1120)) 및 제 3 훈련 영상(1104)과 원본 훈련 영상(1101) 사이의 차이(퀄리티 손실 정보(1130))를 고려하여 파라미터를 갱신하게 된다. As described in relation to Equation 1, in the case of the first DNN 800, the degree of similarity between the structural information of the first training image 1102 and the structural information of the original training image 1101 (structural loss information 1110) ), the bit rate (complexity loss information 1120) of the image data obtained as a result of the first encoding of the first training image 1102 and the difference between the third training image 1104 and the original training image 1101 (quality loss) The parameter is updated in consideration of the information 1130).

자세히 설명하면, 원본 훈련 영상(1101)의 구조적 정보와 유사하면서, 제 1 부호화를 하였을 때 획득되는 영상 데이터의 비트레이트가 작은 제 1 훈련 영상(1102)이 획득 가능하도록 하는 동시에, 제 1 훈련 영상(1102)을 AI 업스케일하는 제 2 DNN(300)이 원본 훈련 영상(1101)에 유사한 제 3 훈련 영상(1104)을 획득할 수 있도록, 제 1 DNN(800)의 파라미터가 갱신될 수 있다. In detail, the first training image 1102 similar to the structural information of the original training image 1101 and having a small bit rate of image data obtained when the first encoding is performed can be obtained, and at the same time, the first training image The parameters of the first DNN 800 may be updated so that the second DNN 300 that AI upscales 1102 may acquire a third training image 1104 similar to the original training image 1101 .

수학식 1의 a, b, c의 가중치가 조절됨으로써, 제 1 DNN(800)의 파라미터들이 최적화되는 방향이 상이해지게 된다. 예를 들어, b의 가중치를 높게 결정하는 경우, 제 3 훈련 영상(1104)의 퀄리티보다 비트레이트가 낮아지는 것에 더 중요도를 두고 제 1 DNN(800)의 파라미터가 갱신될 수 있다. 또한, c의 가중치를 높게 결정하는 경우, 비트레이트가 높아지는 것이나, 원본 훈련 영상(1101)의 구조적 정보가 유지되는 것보다 제 3 훈련 영상(1104)의 퀄리티가 증가하도록 하는 것에 더 중요도를 두고 제 1 DNN(800)의 파라미터가 갱신될 수 있다.By adjusting the weights of a, b, and c in Equation 1, the directions in which the parameters of the first DNN 800 are optimized are different. For example, when the weight of b is determined to be high, the parameter of the first DNN 800 may be updated with more importance on lowering the bit rate than the quality of the third training image 1104 . In addition, when the weight of c is determined to be high, it is more important to increase the quality of the third training image 1104 than to increase the bit rate or to maintain the structural information of the original training image 1101. 1 A parameter of the DNN 800 may be updated.

또한, 제 1 훈련 영상(1102)을 제 1 부호화하는데 이용되는 코덱의 타입에 따라 제 1 DNN(800)의 파라미터들이 최적화되는 방향이 상이해질 수 있다. 왜냐하면, 코덱의 종류에 따라, 제 2 DNN(300)으로 입력될 제 2 훈련 영상이 달라질 수 있기 때문이다.Also, the direction in which parameters of the first DNN 800 are optimized may be different according to the type of a codec used to first encode the first training image 1102 . This is because, depending on the type of codec, the second training image to be input to the second DNN 300 may vary.

즉, 가중치 a, 가중치 b, 가중치 c 및 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화를 위한 코덱의 종류에 기반하여 제 1 DNN(800)의 파라미터들과 제 2 DNN(300)의 파라미터들이 연계하여 갱신될 수 있는 것이다. 따라서, 가중치 a, 가중치 b, 가중치 c 각각을 소정의 값으로 결정하고, 코덱의 종류를 소정의 종류로 결정한 후, 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)을 훈련시키면, 서로 연계되어 최적화된 제 1 DNN(800)의 파라미터들과 제 2 DNN(300)의 파라미터들이 결정될 수 있다. That is, the parameters of the first DNN 800 and the parameters of the second DNN 300 are linked based on the weight a, the weight b, the weight c, and the type of the codec for the first encoding of the first training image 1102 . so it can be updated. Therefore, when each of the weight a, the weight b, and the weight c is determined as a predetermined value and the type of the codec is determined as the predetermined type, the first DNN 800 and the second DNN 300 are trained, they are linked to each other. Optimized parameters of the first DNN 800 and parameters of the second DNN 300 may be determined.

그리고, 가중치 a, 가중치 b, 가중치 c 및 코덱의 종류를 변경한 후, 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)을 훈련시키면, 서로 연계되어 최적화된 제 1 DNN(800)의 파라미터들과 제 2 DNN(300)의 파라미터들이 결정될 수 있다. 다시 말하면, 가중치 a, 가중치 b, 가중치 c 및 코덱의 종류 각각의 값을 변경하면서 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)을 훈련시키면 서로 연계되어 훈련된 복수의 DNN 설정 정보가 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)에서 결정될 수 있는 것이다.Then, when the first DNN 800 and the second DNN 300 are trained after changing the weight a, the weight b, the weight c, and the type of the codec, the parameters of the first DNN 800 are optimized in connection with each other. and parameters of the second DNN 300 may be determined. In other words, when the first DNN 800 and the second DNN 300 are trained while changing the respective values of the weight a, the weight b, the weight c, and the type of the codec, the plurality of DNN setting information trained in connection with each other is transmitted to the first It may be determined from the DNN 800 and the second DNN 300 .

앞서, 도 5와 관련하여 설명한 바와 같이, 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 복수의 DNN 설정 정보들은 제 1 영상 관련 정보들에 매핑되어 있을 수 있다. 이러한 매핑 관계의 설정을 위해, 제 1 DNN(800)에서 출력되는 제 1 훈련 영상(1102)을 특정 비트레이트에 따라 특정 코덱으로 제 1 부호화하고, 제 1 부호화 결과 획득된 비트스트림을 제 1 복호화하여 획득한 제 2 훈련 영상을 제 2 DNN(300)으로 입력할 수 있다. 즉, 특정 해상도의 제 1 훈련 영상(1102)이 특정 코덱에 의해 특정 비트레이트로 제 1 부호화되도록 환경을 설정한 후, 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)을 훈련시킴으로써, 제 1 훈련 영상(1102)의 해상도, 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화에 이용된 코덱의 종류 및 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화 결과 획득된 비트스트림의 비트레이트에 매핑된 DNN 설정 정보 쌍이 결정될 수 있는 것이다. 제 1 훈련 영상(1102)의 해상도, 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화에 이용된 코덱의 종류 및 제 1 훈련 영상(1102)의 제 1 부호화에 따라 획득되는 비트스트림의 비트레이트를 다양하게 변경시킴으로써, 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 복수의 DNN 설정 정보들과 제 1 영상 관련 정보들 사이의 매핑 관계가 결정될 수 있다.As described above with reference to FIG. 5 , the plurality of DNN configuration information of the first DNN 800 and the second DNN 300 may be mapped to the first image related information. To establish such a mapping relationship, a first training image 1102 output from the first DNN 800 is first encoded with a specific codec according to a specific bit rate, and a bitstream obtained as a result of the first encoding is first decoded. The obtained second training image may be input to the second DNN 300 . That is, after setting the environment so that the first training image 1102 of a specific resolution is first encoded at a specific bit rate by a specific codec, by training the first DNN 800 and the second DNN 300 , the first DNN setting mapped to the resolution of the training image 1102, the type of codec used for the first encoding of the first training image 1102, and the bitrate of the bitstream obtained as a result of the first encoding of the first training image 1102 The information pair can be determined. The resolution of the first training image 1102, the type of codec used for the first encoding of the first training image 1102, and the bitrate of the bitstream obtained according to the first encoding of the first training image 1102 are varied. , a mapping relationship between a plurality of DNN configuration information of the first DNN 800 and the second DNN 300 and the first image related information may be determined.

도 12는 훈련 장치(1200)에 의한 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 훈련 과정을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a training process of the first DNN 800 and the second DNN 300 by the training device 1200 .

도 11과 관련하여 설명한 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 훈련은 훈련 장치(1200)에 의해 수행될 수 있다. 훈련 장치(1200)는 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)을 포함한다. 훈련 장치(1200)는 예를 들어, AI 부호화 장치(700) 또는 별도의 서버일 수 있다. 훈련 결과 획득된 제 2 DNN(300)의 DNN 설정 정보들은 AI 복호화 장치(200)에 저장된다.The training of the first DNN 800 and the second DNN 300 described with reference to FIG. 11 may be performed by the training apparatus 1200 . The training device 1200 includes a first DNN 800 and a second DNN 300 . The training device 1200 may be, for example, the AI encoding device 700 or a separate server. The DNN setting information of the second DNN 300 obtained as a result of training is stored in the AI decoding apparatus 200 .

도 12를 참조하면, 훈련 장치(1200)는 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)의 DNN 설정 정보를 초기 세팅한다(S1240, S1245). 이에 의해, 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)은 미리 결정된 DNN 설정 정보에 따라 동작할 수 있다. DNN 설정 정보는 제 1 DNN(800) 및 2 DNN(300)에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 크기 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12 , the training apparatus 1200 initially sets DNN configuration information of the first DNN 800 and the second DNN 300 ( S1240 , S1245 ). Accordingly, the first DNN 800 and the second DNN 300 may operate according to predetermined DNN configuration information. The DNN setting information includes at least the number of convolution layers included in the first DNN 800 and the second DNN 300, the number of filter kernels for each convolutional layer, the size of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel. It can contain information about one.

훈련 장치(1200)는 원본 훈련 영상(1101)을 제 1 DNN(800)으로 입력한다(S1250). 원본 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 동영상을 구성하는 적어도 하나의 프레임을 포함할 수 있다.The training apparatus 1200 inputs the original training image 1101 into the first DNN 800 (S1250). The original training image 1101 may include at least one frame constituting a still image or a moving image.

제 1 DNN(800)은 초기 세팅된 DNN 설정 정보에 따라 원본 훈련 영상(1101)을 처리하고, 원본 훈련 영상(1101)으로부터 AI 다운스케일된 제 1 훈련 영상(1102)을 출력한다(S1255). 도 12는 제 1 DNN(800)으로부터 출력된 제 1 훈련 영상(1102)이 제 2 DNN(300)으로 바로 입력되는 것으로 도시되어 있으나, 제 1 DNN(800)으로부터 출력된 제 1 훈련 영상(1102)이 훈련 장치(1200)에 의해 제 2 DNN(300)으로 입력될 수 있다. 또한, 훈련 장치(1200)는 제 1 훈련 영상(1102)을 소정의 코덱으로 제 1 부호화 및 제 1 복호화한 후, 제 2 훈련 영상을 제 2 DNN(300)으로 입력할 수 있다.The first DNN 800 processes the original training image 1101 according to the initially set DNN setting information, and outputs the AI downscaled first training image 1102 from the original training image 1101 ( S1255 ). 12 shows that the first training image 1102 output from the first DNN 800 is directly input to the second DNN 300 , but the first training image 1102 output from the first DNN 800 . ) may be input to the second DNN 300 by the training device 1200 . Also, the training apparatus 1200 may first encode and first decode the first training image 1102 using a predetermined codec, and then input the second training image to the second DNN 300 .

제 2 DNN(300)은 제 1 훈련 영상(1102) 또는 제 2 훈련 영상을 초기 세팅된 DNN 설정 정보에 따라 처리하고, 제 1 훈련 영상(1102) 또는 제 2 훈련 영상으로부터 AI 업스케일된 제 3 훈련 영상(1104)을 출력한다(S1260).The second DNN 300 processes the first training image 1102 or the second training image according to the initially set DNN setting information, and the AI upscaled third from the first training image 1102 or the second training image. A training image 1104 is output (S1260).

훈련 장치(1200)는 제 1 훈련 영상(1102)에 기초하여 복잡성 손실 정보(1120)를 산출한다(S1265).The training apparatus 1200 calculates complexity loss information 1120 based on the first training image 1102 (S1265).

훈련 장치(1200)는 축소 훈련 영상(1103)과 제 1 훈련 영상(1102)을 비교하여 구조적 손실 정보(1110)를 산출한다(S1270).The training apparatus 1200 calculates structural loss information 1110 by comparing the reduced training image 1103 with the first training image 1102 ( S1270 ).

훈련 장치(1200)는 원본 훈련 영상(1101)과 제 3 훈련 영상(1104)을 비교하여 퀄리티 손실 정보(1130)를 산출한다(S1275).The training apparatus 1200 calculates quality loss information 1130 by comparing the original training image 1101 and the third training image 1104 (S1275).

제 1 DNN(800)은 최종 손실 정보에 기초한 역전사(back propagation) 과정을 통해 초기 세팅된 DNN 설정 정보를 갱신한다(S1280). 훈련 장치(1200)는 복잡성 손실 정보(1120), 구조적 손실 정보(1110) 및 퀄리티 손실 정보(1130)에 기초하여 제 1 DNN(800)의 훈련을 위한 최종 손실 정보를 산출할 수 있다.The first DNN 800 updates the initially set DNN configuration information through a back propagation process based on the final loss information (S1280). The training apparatus 1200 may calculate final loss information for training the first DNN 800 based on the complexity loss information 1120 , the structural loss information 1110 , and the quality loss information 1130 .

제 2 DNN(300)은 퀄리티 손실 정보 또는 최종 손실 정보에 기초한 역전사 과정을 통해 초기 세팅된 DNN 설정 정보를 갱신한다(S1285). 훈련 장치(1200)는 퀄리티 손실 정보(1130)에 기초하여 제 2 DNN(300)의 훈련을 위한 최종 손실 정보를 산출할 수 있다.The second DNN 300 updates the initially set DNN configuration information through a reverse transcription process based on quality loss information or final loss information (S1285). The training apparatus 1200 may calculate final loss information for training of the second DNN 300 based on the quality loss information 1130 .

이후, 훈련 장치(1200), 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN(300)은 최종 손실 정보들이 최소화될 때까지 S250 내지 S1285 과정을 반복하면서 DNN 설정 정보를 갱신한다. 이 때, 각 반복 과정 동안 제 1 DNN(800) 및 제 2 DNN은 이전 과정에서 갱신된 DNN 설정 정보에 따라 동작한다.Thereafter, the training apparatus 1200, the first DNN 800, and the second DNN 300 update the DNN configuration information while repeating processes S250 to S1285 until the final loss information is minimized. In this case, during each iteration process, the first DNN 800 and the second DNN operate according to the DNN configuration information updated in the previous process.

아래의 표 1은 본 개시의 일 실시예에 따라 원본 영상(105)을 AI 부호화 및 AI 복호화한 경우와, HEVC로 원본 영상(105)을 부호화 및 복호화한 경우의 효과를 나타낸다.Table 1 below shows the effects of AI encoding and AI decoding of the original image 105 and encoding and decoding of the original image 105 using HEVC according to an embodiment of the present disclosure.

[표 1][Table 1]

Figure 112020105549741-pat00002
Figure 112020105549741-pat00002

표 1에서 알 수 있듯이, 본 개시의 일 실시예에 따라 8K 해상도의 300개의 프레임들로 이루어진 컨텐츠들을 AI 부호화 및 AI 복호화한 경우의 주관적 화질이 HEVC로 부호화 및 복호화한 경우의 주관적 화질보다 높음에도, 비트레이트가 50% 이상 감소한 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 1, the subjective picture quality when AI encoding and AI decoding of contents consisting of 300 frames of 8K resolution according to an embodiment of the present disclosure is higher than the subjective picture quality when encoding and decoding using HEVC. , it can be seen that the bit rate is reduced by more than 50%.

이하의 설명에서는, '원본 영상'은 AI 부호화의 대상이 되는 영상을 의미하고, '제 1 영상'은 AI 부호화 과정에서 원본 영상의 해상도 판단 결과에 따라 원본 영상의 AI 다운스케일 또는 AI 1대1 전처리 결과 획득된 영상을 의미한다. 또한, '제 2 영상'은 AI 복호화 과정에서 제 1 복호화를 통해 획득된 영상을 의미하고, '제 3 영상'은 AI 복호화 과정에서 제 2 영상을 AI 업스케일하여 획득된 영상을 의미한다.In the following description, 'original image' refers to an image to be subjected to AI encoding, and 'first image' refers to AI downscale or AI one-to-one of the original image according to the resolution determination result of the original image in the AI encoding process. It means an image obtained as a result of preprocessing. In addition, the 'second image' refers to an image obtained through the first decoding in the AI decoding process, and the 'third image' refers to an image obtained by AI upscaling the second image in the AI decoding process.

또한, 이하의 설명에서는, 'AI 다운스케일'은 AI 기반으로 입력 영상이 고해상도인 경우 영상의 해상도를 감소시키는 처리를 의미하고, 'AI 1대1 전처리'는 AI 기반으로 입력 영상이 저해상도인 경우 입력 영상의 AI 업스케일을 위해 영상의 해상도를 1대1로 유지하면서 입력 영상의 디테일한 특징을 보존 또는 강화하는 처리를 의미하고, '제 1 부호화'는 주파수 변환 기반의 영상 압축 방법에 의한 부호화 처리를 의미한다. 또한, '제 1 복호화'는 주파수 변환 기반의 영상 복원 방법에 의한 복호화 처리를 의미하고, 'AI 업스케일'은 AI 기반으로 영상의 해상도를 증가시키는 처리를 의미한다.In addition, in the following description, 'AI downscaling' refers to processing of reducing the resolution of an image when the input image is high-resolution based on AI, and 'AI 1-to-1 pre-processing' is when the input image is low-resolution based on AI. For AI upscaling of the input image, it refers to the process of preserving or enhancing the detailed features of the input image while maintaining the image resolution at one-to-one level, and the 'first encoding' is encoding by a frequency transformation-based image compression method. means processing. In addition, 'first decoding' refers to a decoding process by a frequency transformation-based image restoration method, and 'AI upscaling' refers to a process of increasing the resolution of an image based on AI.

도 13은 일 실시예에 따른 AI(artificial intelligence) 부호화 과정 및 AI 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining an artificial intelligence (AI) encoding process and an AI decoding process according to an embodiment.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 원본 영상(1305)의 해상도의 크기를 판단(1300)한다. As shown in FIG. 13 , according to an embodiment of the present disclosure, the size of the resolution of the original image 1305 is determined ( 1300 ).

원본 영상(1305)의 크기가 미리정해진 값보다 크면, 해상도가 큰 원본 영상(1335)을 AI 다운스케일(1320)하여 다운스케일된 제 1 영상(1345)을 획득한다. 그리고, 상대적으로 작은 해상도의 제 1 영상(1345)을 대상으로 하여 제 1 부호화(1330) 및 제 1 복호화(1340)를 수행하므로, 해상도가 큰 원본 영상(1335)을 대상으로 하여 제 1 부호화(1330) 및 제 1 복호화(1340)를 수행하는 경우에 비해 처리되는 비트레이트를 크게 감소시킬 수 있다. When the size of the original image 1305 is greater than a predetermined value, the downscaled first image 1345 is obtained by AI downscaling 1320 of the original image 1335 having a high resolution. In addition, since the first encoding 1330 and the first decoding 1340 are performed on the first image 1345 of a relatively small resolution, the first encoding ( 1330) and the first decoding 1340 may be significantly reduced compared to the case of performing the processing bit rate.

원본 영상(1305)의 크기가 미리정해진 값 이하이면, 해상도가 작은 원본 영상(1315)을 AI 1대1 전처리(pre-process)(1310)하여 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)을 획득한다. 그리고, 해상도가 작은 원본 영상(1315)의 구체적인 특징이 강조된 제 1 영상(1325)을 대상으로 하여 제 1 부호화(1330) 및 제 1 복호화(1340)를 수행하므로, 해상도가 낮은 영상의 업스케일 시에 복원하기 힘든 정보를 보상할 수 있다. 해상도가 작은 영상은 해상도가 큰 영상에 비해 동일 면적(예를 들어, 32x32의 패치(Patch) 단위) 대비 정보량이 많아 복잡도가 크기 때문에, 해상도가 작은 영상을 다운스케일한 후 업스케일하면, 정보가 손실되어 화질 열화가 발생될 수 있다. 따라서, 저해상도의 원본 영상의 경우, 1대1 전처리를 통해 원본 영상의 디테일한 특징을 보존하여 업스케일 시의 복원력(Memorization)을 증가시킬 필요가 있다.When the size of the original image 1305 is less than or equal to a predetermined value, AI 1-to-1 pre-processing 1310 on the low-resolution original image 1315 to obtain the 1-to-1 pre-processed first image 1325 do. In addition, since the first encoding 1330 and the first decoding 1340 are performed on the first image 1325 in which the specific features of the low-resolution original image 1315 are emphasized, the first encoding 1330 and the first decoding 1340 are performed. It can compensate for information that is difficult to restore. An image with a low resolution has a large amount of information relative to the same area (for example, a 32x32 patch unit) compared to an image with a high resolution, so the complexity is large. It may be lost, resulting in image quality degradation. Therefore, in the case of a low-resolution original image, it is necessary to preserve detailed features of the original image through one-to-one pre-processing to increase the memorization at the time of upscaling.

도 13을 참조하여 상세히 설명하면, 일 실시예는 AI 부호화 과정에서, 먼저 원본 영상(1305)의 해상도의 크기를 판단(1300)한다. Referring to FIG. 13 , according to an exemplary embodiment, in the AI encoding process, the size of the resolution of the original image 1305 is first determined ( 1300 ).

원본 영상(1305)의 크기가 미리정해진 값보다 크면, 해상도가 큰 원본 영상(1335)을 AI 다운스케일(1320)하여 다운스케일된 제 1 영상(1345)을 획득하고, 제 1 영상(1345)을 제 1 부호화(1330)한다. AI 복호화 과정에서는, AI 부호화 결과 획득된 AI 데이터와 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 수신하고, 제 1 복호화(1340)를 통해 제 2 영상(1355)을 획득하고, 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일(1350)하여 제 3 영상(1365)을 획득한다.If the size of the original image 1305 is larger than a predetermined value, AI downscales the original image 1335 with a high resolution 1320 to obtain a downscaled first image 1345, and the first image 1345 is A first encoding (1330) is performed. In the AI decoding process, AI encoding data including AI data and image data obtained as a result of AI encoding is received, a second image 1355 is obtained through a first decoding 1340, and the second image 1355 is A third image 1365 is acquired by AI upscaling 1350 .

반면에, 원본 영상(1305)의 크기가 미리정해진 값 이하이면, 해상도가 작은 원본 영상(1310)을 AI 1대1 전처리(1310)하여 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)을 획득하고, 제 1 영상을 제 1 부호화(1330)한다. AI 복호화 과정에서는, AI 부호화 결과 획득된 AI 데이터와 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 수신하고, 제 1 복호화(1340)를 통해 제 2 영상(1355)을 획득하고, 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일(1350)하여 제 3 영상(1365)을 획득한다.On the other hand, if the size of the original image 1305 is less than or equal to a predetermined value, AI 1-to-1 pre-processing 1310 of the low-resolution original image 1310 to obtain the 1-to-1 pre-processed first image 1325, The first image is first encoded (1330). In the AI decoding process, AI encoding data including AI data and image data obtained as a result of AI encoding is received, a second image 1355 is obtained through a first decoding 1340, and the second image 1355 is A third image 1365 is acquired by AI upscaling 1350 .

AI 부호화 과정을 좀 더 상세히 살펴보면, 원본 영상이 입력되면, 먼저 원본 영상의 해상도를 판단한다. 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값보다 크면, 소정 해상도 또는 소정 화질의 제 1 영상을 획득하기 위해 원본 영상을 AI 다운스케일 한다. 이때, AI 다운스케일(1320)은 AI 기반으로 수행되는데, AI 다운스케일(1320)을 위한 AI는 제 2 영상(1355)의 AI 업스케일(1350)을 위한 AI와 연계되어 훈련되어야(joint trained) 한다. 왜냐하면, AI 다운스케일(1320)을 위한 AI와 AI 업스케일(1350)을 위한 AI가 분리되어 훈련되는 경우, AI 부호화 대상인 원본 영상(1335)과 AI 복호화를 통해 복원된 제 3 영상(1365) 사이의 차이가 커지게 되기 때문이다. 원본 영상(1305)의 해상도가 미리정해진 값 이하이면, 작은 해상도의 원본 영상(1315)의 디테일한 특징이 보존된 제 1 영상(1325)을 획득하기 위해 원본 영상(1315)을 AI 1대1 전처리(1310) 한다. 이때, AI 1대1 전처리는 AI 기반으로 수행되는데, AI 1대1 전처리를 위한 AI는 AI 업스케일(1350)을 위한 AI와 연계되어 훈련되어야(joint trained) 한다. 왜냐하면, AI 1대1 전처리(1310)를 위한 AI와 AI 업스케일(1350)을 위한 AI가 분리되어 훈련되는 경우, AI 복호화를 통해 업스케일된 제 3 영상(1365)이 AI 부호화 대상인 원본 영상(1315)의 세부적인 특징을 포함하지 못할 수 있기 때문이다. 이 경우, AI 업스케일(1350)을 위한 AI의 파라미터는 AI 다운스케일(1320)을 위한 AI와 연계 훈련되어 획득된 파라미터가 그대로 이용된다. 즉, 즉, AI 1대1 전처리를 위한 AI와 AI 업스케일(1350)을 위한 AI의 연계 훈련 시에 AI 업스케일(1350)을 위한 AI의 파라미터는 갱신되지 않고, AI 다운스케일을 위한 AI와 연계 훈련으로 획득된 파라미터로 고정된다. 구체적으로, AI 업스케일(1350)을 위한 AI와 AI 다운스케일(1320)을 위한 AI가 먼저 연계 훈련되고, 훈련 결과 획득된 AI 업스케일(1350)을 위한 AI의 파라미터를 그대로 이용하여 AI 1대1 전처리(1310)를 위한 AI와 AI 업스케일(1350)을 위한 AI가 연계 훈련되어, AI 1대1 전처리(1310)를 위한 AI의 파라미터가 획득된다. AI 업스케일(1350)을 위한 AI의 파라미터는 AI 다운스케일(1320)을 위한 AI와 연계 훈련되어 획득된 파라미터를 고정하여 이용함으로써, AI 업스케일(1350)을 위한 AI의 성능을 유지하면서, 업스케일시 저해상도 영상의 세부적인 특징을 반영할 수 있는 AI 1대1 전처리(1310)를 위한 AI의 파라미터가 획득될 수 있다. 원본 영상이 저해상도인 경우, AI 다운스케일을 위한 AI와 함께 연계 훈련된 AI 업스케일을 위한 AI의 파라미터를 그대로 이용하여 AI 1대1 전처리를 위한 AI와 연계 훈련함으로써, AI 1대1 전처리를 위한 AI의 파라미터는 AI 다운스케일을 위한 AI의 파라미터를 모사한 효과를 가지게 된다. 따라서, 저해상도의 원본 영상에 대하여 콘텐츠 제공자가 AI 다운스케일을 위한 AI의 파라미터를 모사한 AI 1대1 전처리를 위한 AI의 파라미터를 제공함으로써, 콘텐츠 제공자는 저해상도의 원본 영상을 고해상도 영상으로 만들 필요 없이, 저해상도의 원본 영상을 효과적으로 고해상도의 영상으로 화질 열화 없이 업스케일할 수 있다. Looking at the AI encoding process in more detail, when an original image is input, the resolution of the original image is first determined. When the resolution of the original image is greater than a predetermined value, the AI downscales the original image to obtain a first image of a predetermined resolution or a predetermined quality. At this time, the AI downscaling 1320 is performed based on AI, the AI for the AI downscaling 1320 must be trained in connection with the AI for the AI upscaling 1350 of the second image 1355 (joint trained) do. Because, when the AI for the AI downscaling 1320 and the AI for the AI upscaling 1350 are separately trained, between the original image 1335 that is the AI encoding target and the third image 1365 restored through AI decoding because the difference between When the resolution of the original image 1305 is less than or equal to a predetermined value, the original image 1315 is pre-processed by AI one-to-one to obtain a first image 1325 in which the detailed features of the small-resolution original image 1315 are preserved. (1310) do. At this time, the AI one-to-one pre-processing is performed based on AI, and the AI for the AI one-to-one pre-processing must be jointly trained in connection with the AI for the AI upscaling (1350). Because, when AI for AI one-to-one preprocessing 1310 and AI for AI upscaling 1350 are trained separately, the third image 1365 upscaled through AI decoding is the original image ( 1315) may not be included. In this case, the parameters of the AI for the AI upscaling 1350 are used as they are by training in conjunction with the AI for the AI downscaling 1320 . That is, in the joint training of AI for AI one-to-one pre-processing and AI for AI upscaling (1350), the parameters of AI for AI upscaling (1350) are not updated, and AI for AI downscaling and It is fixed with parameters obtained through linkage training. Specifically, AI for AI upscaling (1350) and AI for AI downscaling (1320) are firstly trained in conjunction, and one AI using the parameters of AI for AI upscaling (1350) obtained as a result of training as it is. The AI for the 1 pre-processing 1310 and the AI for the AI upscaling 1350 are jointly trained, and the parameters of the AI for the AI 1-to-1 pre-processing 1310 are obtained. The parameters of AI for AI upscaling (1350) are trained in conjunction with AI for AI downscaling (1320) and by using the obtained parameters to be fixed, while maintaining the performance of AI for AI upscaling (1350), up When scaling, parameters of AI for AI one-to-one preprocessing 1310 that can reflect detailed features of low-resolution images may be obtained. When the original image is low-resolution, by using the parameters of AI for AI upscaling that have been trained in conjunction with AI for AI downscaling as it is, and training in conjunction with AI for AI one-to-one preprocessing, for AI one-to-one preprocessing AI parameters have the effect of simulating AI parameters for AI downscaling. Therefore, by providing AI parameters for AI one-to-one preprocessing that simulates AI parameters for AI downscaling by the content provider for the low-resolution original video, the content provider does not need to make the low-resolution original video into a high-resolution video. , it is possible to effectively upscale a low-resolution original image to a high-resolution image without degrading the image quality.

본 개시의 실시예에서는, AI 부호화 과정과 AI 복호화 과정에서 이러한 연계 관계를 유지하기 위해, AI 데이터를 이용할 수 있다. 따라서, AI 부호화 과정을 통해 획득된 AI 데이터는 업스케일 타겟을 나타내는 정보를 포함하여야 하고, AI 복호화 과정에서는 AI 데이터에 기초하여 확인되는 업스케일 타겟에 따라 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일(1350)하여야 한다.In an embodiment of the present disclosure, AI data may be used in order to maintain this linkage in the AI encoding process and the AI decoding process. Therefore, the AI data obtained through the AI encoding process should include information indicating the upscale target, and in the AI decoding process, the second image 1355 is AI upscaled ( 1350) should be done.

AI 1대1 전처리(1310)를 위한 AI, AI 다운스케일(1320)을 위한 AI 및 AI 업스케일(1350)을 위한 AI는 DNN(deep neural network)으로 구현될 수 있다. 도 16을 참조하여 후술하는 바와 같이, 제 1 DNN과 제 2 DNN은 소정 타겟 하에 손실 정보의 공유를 통해 연계 훈련되므로, 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값보다 큰 경우, AI 부호화 장치는 제 1 DNN과 2 DNN이 연계 훈련할 때 이용된 타겟 정보를 AI 복호화 장치로 제공하고, AI 복호화 장치는 제공받은 타겟 정보에 기초하여 제 2 영상(1355)을 타겟하는 화질 및/또는 해상도로 AI 업스케일(1350)할 수 있다. AI for AI one-to-one preprocessing 1310, AI for AI downscaling 1320, and AI for AI upscaling 1350 may be implemented as a deep neural network (DNN). As will be described later with reference to FIG. 16 , since the first DNN and the second DNN are jointly trained through sharing of loss information under a predetermined target, when the resolution of the original image is greater than a predetermined value, the AI encoding apparatus uses the first DNN and 2 DNN provides target information used when joint training is performed to the AI decoding device, and the AI decoding device upscales the AI to image quality and/or resolution targeting the second image 1355 based on the received target information. 1350) can be done.

제 3 DNN은 제 1 DNN과 제 2 DNN이 먼저 훈련된 후, 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 고정시킨 후, 제 2 DNN과 연계 훈련된다. 제 3 DNN과 제 2 DNN은 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련 후 고정된 DNN 설정 정보의 제 2 DNN을 이용하여 소정 타켓 하에 연계 훈련되므로, 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값 이하인 경우, AI 부호화 장치는 제 3 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련할 때 이용된 타겟 정보를 AI 복호화 장치로 제공하고, AI 복호화 장치는 제공받은 타겟 정보에 기초하여 제 2 영상(1335)을 타겟하는 화질 및/또는 해상도로 AI 업스케일(1350)할 수 있다.The third DNN is trained in association with the second DNN after the first DNN and the second DNN are first trained, and then the DNN configuration information of the second DNN is fixed. Since the third DNN and the second DNN are jointly trained under a predetermined target using the second DNN of the fixed DNN setting information after the joint training of the first DNN and the second DNN, when the resolution of the original image is less than a predetermined value, AI The encoding device provides target information used when the third DNN and the second DNN are jointly trained to the AI decoding device, and the AI decoding device targets the second image 1335 based on the received target information. Alternatively, AI may be upscaled 1350 to resolution.

도 13에 도시된 제 1 부호화(1330) 및 제 1 복호화(1340)에 대해 상세히 설명하면, 원본 영상의 해상도가 판단되고, 원본 영상(1305)의 해상도가 미리정해진 값보다 크면, 해상도가 큰 원본 영상(1335)으로부터 AI 다운스케일(1320)된 제 1 영상(1345)은 제 1 부호화(1330)를 통해 정보량이 감축되고, 원본 영상(1305)의 해상도가 미리정해진 값이하이면, 해상도가 작은 원본 영상(1315)으로부터 AI 1대1 전처리(1310)된 제1 영상(1325)은 제 1 부호화(1330)를 통해 정보량이 감축될 수 있다. 제 1 부호화(1330)는, 제 1 영상(1325, 1345)을 예측하여 예측 데이터를 생성하는 과정, 제 1 영상(1325, 1345)과 예측 데이터 사이의 차이에 해당하는 잔차 데이터를 생성하는 과정, 공간 영역 성분인 잔차 데이터를 주파수 영역 성분으로 변환(transformation)하는 과정, 주파수 영역 성분으로 변환된 잔차 데이터를 양자화(quantization)하는 과정 및 양자화된 잔차 데이터를 엔트로피 부호화하는 과정 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1 부호화 과정(1230)은 MPEG-2, H.264 AVC(Advanced Video Coding), MPEG-4, HEVC(High Efficiency Video Coding), VC-1, VP8, VP9 및 AV1(AOMedia Video 1) 등 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법들 중의 하나를 통해 구현될 수 있다.When the first encoding 1330 and the first decoding 1340 shown in FIG. 13 are described in detail, the resolution of the original image is determined. In the first image 1345 that is AI downscaled 1320 from the image 1335, the amount of information is reduced through the first encoding 1330, and when the resolution of the original image 1305 is less than or equal to a predetermined value, the original image with a small resolution The amount of information of the first image 1325 that has been subjected to AI one-to-one pre-processing 1310 from the image 1315 may be reduced through the first encoding 1330 . The first encoding 1330 includes a process of generating prediction data by predicting the first images 1325 and 1345, a process of generating residual data corresponding to a difference between the first images 1325 and 1345 and the prediction data; It may include a process of transforming the residual data, which is a spatial domain component, into a frequency domain component, a process of quantizing the residual data transformed into a frequency domain component, and a process of entropy encoding the quantized residual data. Such a first encoding process 1230 is MPEG-2, H.264 Advanced Video Coding (AVC), MPEG-4, High Efficiency Video Coding (HEVC), VC-1, VP8, VP9, and AOMedia Video 1 (AV1). It can be implemented through one of the image compression methods using frequency transformation, etc.

제 1 영상(1325, 1345)에 대응하는 제 2 영상(1355)은 영상 데이터의 제 1 복호화(1340)를 통해 복원될 수 있다. 제 1 복호화(1340)는, 영상 데이터를 엔트로피 복호화하여 양자화된 잔차 데이터를 생성하는 과정, 양자화된 잔차 데이터를 역양자화하는 과정, 주파수 영역 성분의 잔차 데이터를 공간 영역 성분으로 변환하는 과정, 예측 데이터를 생성하는 과정 및 예측 데이터와 잔차 데이터를 이용하여 제 2 영상(1355)을 복원하는 과정 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1 복호화(1340) 과정은 제 1 부호화(1330) 과정에서 사용된 MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 등 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법들 중의 하나에 대응되는 영상 복원 방법을 통해 구현될 수 있다.The second image 1355 corresponding to the first images 1325 and 1345 may be reconstructed through the first decoding 1340 of the image data. The first decoding 1340 includes a process of generating quantized residual data by entropy-decoding image data, a process of inverse quantizing the quantized residual data, a process of transforming the residual data of a frequency domain component into a spatial domain component, a process of predicting data It may include a process of generating , and a process of reconstructing the second image 1355 using prediction data and residual data. The first decoding 1340 process as described above is an image compression using frequency conversion such as MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, and AV1 used in the first encoding 1330 process. It may be implemented through an image restoration method corresponding to one of the methods.

AI 부호화 과정을 통해 획득된 AI 부호화 데이터는, 제 1 영상(1325, 1345)의 제 1 부호화(1330) 결과 획득된 영상 데이터 및 해상도가 큰 원본 영상(1335)의 AI 다운스케일(1320)과 관련된 AI 데이터 또는 해상도가 작은 원본 영상(1315)의 AI 1대1 전처리(1310)와 관련된 AI 데이터를 포함할 수 있다. 영상 데이터는 제 1 복호화(1340) 과정에서 이용될 수 있으며, AI 데이터는 AI 업스케일(1350) 과정에서 이용될 수 있다.The AI-encoded data obtained through the AI encoding process is related to the image data obtained as a result of the first encoding 1330 of the first images 1325 and 1345 and the AI downscale 1320 of the original image 1335 having a high resolution. AI data or AI data related to the AI one-to-one preprocessing 1310 of the original image 1315 having a small resolution may be included. The image data may be used in the first decoding 1340 process, and the AI data may be used in the AI upscaling 1350 process.

영상 데이터는 비트스트림 형태로 전송될 수 있다. 영상 데이터는 제 1 영상(1325, 1345) 내 픽셀 값들에 기초하여 획득되는 데이터, 예를 들어, 제 1 영상(1325, 1345)과 제 1 영상(1325, 1345)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 영상 데이터는 제 1 영상(1325, 1345)의 제 1 부호화(1330) 과정에서 이용된 정보들을 포함한다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(1325, 1345)을 제 1 부호화(1330)하는데 이용된 예측 모드(mode) 정보, 움직임 정보, 및 제 1 부호화(1230)에서 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다. 영상 데이터는 MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 등 주파수 변환을 이용하는 영상 압축 방법 중 제 1 부호화(1230) 과정에서 이용된 영상 압축 방법의 규칙, 예를 들어, 신택스(syntax)에 따라 생성될 수 있다.The image data may be transmitted in the form of a bitstream. The image data is data obtained based on pixel values in the first images 1325 and 1345 , for example, a residual that is a difference between the first images 1325 and 1345 and prediction data of the first images 1325 and 1345 . It may contain data. Also, the image data includes information used in the first encoding 1330 of the first images 1325 and 1345 . For example, the image data includes prediction mode information used for the first encoding 1330 of the first images 1325 and 1345 , motion information, and quantization parameter related information used in the first encoding 1230 , etc. may include. The image data is the image compression method used in the first encoding (1230) process among the image compression methods using frequency conversion, such as MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, and AV1. It may be generated according to a rule, for example, a syntax.

AI 데이터는 제 2 DNN에 기반한 AI 업스케일(1350)에 이용된다. 전술한 바와 같이, 제 1 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련된 후, 획득된 DNN 설정 정보의 제 2 DNN을 이용하여 제 3 DNN과 제 2 DNN이 추가로 연계 훈련되기 때문에, AI 데이터는 제 2 DNN을 통한 제 2 영상(1355)의 정확한 AI 업스케일(1350)이 수행될 수 있게 하는 정보를 포함한다. AI 복호화 과정에서는 AI 데이터에 기반하여 제 2 영상(1355)을 타겟하는 해상도 및/또는 화질로 AI 업스케일(1365)할 수 있다.AI data is used for AI upscaling 1350 based on the second DNN. As described above, after the first DNN and the second DNN are jointly trained, the third DNN and the second DNN are further jointly trained using the second DNN of the obtained DNN setting information, so the AI data is the second It includes information enabling accurate AI upscaling 1350 of the second image 1355 via DNN to be performed. In the AI decoding process, AI upscaling 1365 may be performed to a resolution and/or image quality targeting the second image 1355 based on AI data.

AI 데이터는 비트스트림의 형태로 영상 데이터와 함께 전송될 수 있다. 또는, 구현예에 따라, AI 데이터는 프레임이나 패킷 형태로 영상 데이터와 구분되어 전송될 수도 있다. AI data may be transmitted together with image data in the form of a bitstream. Alternatively, according to an embodiment, AI data may be transmitted separately from image data in the form of frames or packets.

또는 구현예에 따라, AI 데이터는 영상 데이터에 포함되어 전송될 수도 있다.Alternatively, according to an embodiment, AI data may be transmitted while being included in image data.

영상 데이터와 AI 데이터는 동일한 네트워크 또는 서로 상이한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.The image data and AI data may be transmitted through the same network or different networks.

도 13에 따른 AI 복호화를 위한 AI 복호화 장치는 전술된 도 2의 AI 복호화 장치와 동일하게 구성될 수 있다. The AI decoding apparatus for AI decoding according to FIG. 13 may have the same configuration as the AI decoding apparatus of FIG. 2 described above.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)를 포함한다. AI 복호화부(230)는 파싱부(232), 제 1 복호화부(234), AI 업스케일부(236) 및 AI 설정부(238)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the AI decoding apparatus 200 according to an embodiment includes a receiving unit 210 and an AI decoding unit 230 . The AI decoding unit 230 may include a parsing unit 232 , a first decoding unit 234 , an AI upscaling unit 236 , and an AI setting unit 238 .

도 2에는 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)가 개별적인 장치로 도시되어 있으나, 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 전용 프로세서로 구현될 수도 있고, AP(application processor) 또는 CPU(central processing unit), GPU(graphic processing unit)와 같은 범용 프로세서와 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 또한, 전용 프로세서의 경우, 본 개시의 실시예를 구현하기 위한 메모리를 포함하거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함할 수 있다.Although the receiver 210 and the AI decoder 230 are illustrated as separate devices in FIG. 2 , the receiver 210 and the AI decoder 230 may be implemented through one processor. In this case, the receiving unit 210 and the AI decoding unit 230 may be implemented as a dedicated processor, and a general-purpose processor such as an application processor (AP), a central processing unit (CPU), or a graphic processing unit (GPU) and S/W It may be implemented through a combination of In addition, the dedicated processor may include a memory for implementing an embodiment of the present disclosure or a memory processing unit for using an external memory.

수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 복수의 프로세서로 구성될 수도 있다. 이 경우, 전용 프로세서들의 조합으로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 다수의 범용 프로세서들과 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 일 실시예에서, 수신부(210)는 제 1 프로세서로 구현되고, 제 1 복호화부(234)는 제 1 프로세서와 상이한 제 2 프로세서로 구현되고, 파싱부(232), AI 업스케일부(236) 및 AI 설정부(238)는 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서와 상이한 제 3 프로세서로 구현될 수 있다.The receiver 210 and the AI decoder 230 may include a plurality of processors. In this case, it may be implemented as a combination of dedicated processors, or may be implemented through a combination of S/W with a plurality of general-purpose processors such as an AP, CPU, or GPU. In one embodiment, the receiving unit 210 is implemented as a first processor, the first decoding unit 234 is implemented as a second processor different from the first processor, the parsing unit 232, the AI upscaling unit 236 and the AI setting unit 238 may be implemented as a third processor different from the first processor and the second processor.

수신부(210)는 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 수신한다. 일 예로, AI 부호화 데이터는 mp4, mov 등의 파일 형식을 갖는 비디오 파일일 수 있다.The receiving unit 210 receives AI encoded data obtained as a result of AI encoding. As an example, the AI-encoded data may be a video file having a file format such as mp4 or mov.

수신부(210)는 네트워크를 통해 전달되는 AI 부호화 데이터를 수신할 수 있다. 수신부(210)는 AI 부호화 데이터를 AI 복호화부(230)로 출력한다.The receiver 210 may receive AI-encoded data transmitted through a network. The receiving unit 210 outputs the AI encoded data to the AI decoding unit 230 .

일 실시예에서, AI 부호화 데이터는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium) 등을 포함하는 데이터 저장 매체로부터 획득된 것일 수도 있다.In one embodiment, the AI-encoded data is a hard disk, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floppy disks. It may be obtained from a data storage medium including an optical medium).

파싱부(232)는 AI 부호화 데이터를 파싱하여 제 1 영상(1325, 1345)의 제 1 부호화 결과로 생성된 영상 데이터를 제 1 복호화부(234)로 전달하고, AI 데이터를 AI 설정부(238)로 전달한다.The parsing unit 232 parses the AI encoded data and transmits image data generated as a result of the first encoding of the first images 1325 and 1345 to the first decoder 234 , and transmits the AI data to the AI setting unit 238 . ) to pass

일 실시예에서, 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터 내에 서로 분리되어 포함된 영상 데이터와 AI 데이터를 파싱할 수 있다. 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터 내의 헤더를 읽어 AI 부호화 데이터 내에 포함되어 있는 AI 데이터와 영상 데이터를 구분할 수 있다. 일 예에서, AI 데이터는 HDMI 스트림 내의 VSIF(Vendor Specific InfoFrame)에 포함될 수 있다.In an embodiment, the parsing unit 232 may parse the image data and the AI data separately included in the AI encoded data. The parsing unit 232 may read the header in the AI-encoded data to distinguish the AI data and the image data included in the AI-encoded data. In one example, AI data may be included in a Vendor Specific InfoFrame (VSIF) in the HDMI stream.

서로 분리된 AI 데이터와 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터의 구조는 도 9를 참조하여 전술된 바, 생략한다.The structure of AI-encoded data including separated AI data and image data is omitted as described above with reference to FIG. 9 .

다른 실시예에서, 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터에서 영상 데이터를 파싱하고, 영상 데이터로부터 AI 데이터를 추출한 후, AI 데이터를 AI 설정부(238)로 전달하고, 나머지 영상 데이터를 제 1 복호화부(234)로 전달할 수 있다. 즉, AI 데이터는 영상 데이터에 포함될 수 있는데, 예를 들어, AI 데이터는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림의 부가 정보 영역인 SEI(Supplemental enhancement information)에 포함될 수 있다. AI 데이터가 포함된 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터의 구조는 도 10을 참조하여 전술된 바, 생략한다.In another embodiment, the parsing unit 232 parses the image data from the AI encoded data, extracts the AI data from the image data, transmits the AI data to the AI setting unit 238, and first decodes the remaining image data. may be transmitted to the unit 234 . That is, AI data may be included in image data. For example, AI data may be included in supplemental enhancement information (SEI), which is an additional information area of a bitstream corresponding to image data. The structure of the AI-encoded data including the image data including the AI data has been described above with reference to FIG. 10, and thus will be omitted.

다른 실시예에서, 파싱부(232)는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림을 제 1 복호화부(234)에서 처리될 비트스트림과 AI 데이터에 해당하는 비트스트림으로 분할하고, 분할된 각각의 비트스트림을 제 1 복호화부(234)와 AI 설정부(238)로 출력할 수 있다.In another embodiment, the parsing unit 232 divides the bitstream corresponding to the image data into a bitstream to be processed by the first decoding unit 234 and a bitstream corresponding to AI data, and divides each divided bitstream It may output to the first decoding unit 234 and the AI setting unit 238 .

파싱부(232)는 AI 부호화 데이터에 포함된 영상 데이터가 소정의 코덱(예를 들어, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1)을 통해 획득된 영상 데이터인 것으로 확인할 수도 있다. 이 경우, 영상 데이터가 상기 확인된 코덱으로 처리될 수 있도록, 해당 정보를 제 1 복호화부(234)로 전달할 수 있다.The parsing unit 232 obtains image data included in the AI encoded data through a predetermined codec (eg, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, or AV1). It can also be confirmed that it is the image data that has been processed. In this case, the corresponding information may be transmitted to the first decoder 234 so that the image data can be processed by the identified codec.

제 1 복호화부(234)는 파싱부(232)로부터 수신된 영상 데이터에 기초하여 제 1 영상(1325, 1345)에 대응하는 제 2 영상(1355)을 복원한다. 제 1 복호화부(234)에 의해 획득된 제 2 영상(1355)은 AI 업스케일부(236)로 제공된다.The first decoder 234 reconstructs the second image 1355 corresponding to the first images 1325 and 1345 based on the image data received from the parser 232 . The second image 1355 obtained by the first decoder 234 is provided to the AI upscaler 236 .

구현예에 따라, 예측 모드 정보, 움직임 정보, 양자화 파라미터 정보 등의 제 1 복호화 관련 정보가 제 1 복호화부(234)로부터 AI 설정부(238)로 제공될 수 있다. 제 1 복호화 관련 정보는 DNN 설정 정보를 획득하는데 이용될 수 있다.According to an embodiment, first decoding-related information such as prediction mode information, motion information, and quantization parameter information may be provided from the first decoding unit 234 to the AI setting unit 238 . The first decoding related information may be used to obtain DNN configuration information.

도 13에 따른 AI 복호화를 위한 AI 복호화 장치의 AI 설정부(238)로 제공되는 AI 데이터는 제 2 영상(1355)를 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 이때, 업스케일 타겟은 제 1 DNN의 다운스케일 또는 제 3 DNN의 1대1 전처리에 대응하여야 한다. 따라서, AI 데이터는 제 1 DNN의 다운스케일 타겟을 확인할 수 있는 정보 또는 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟을 확인할 수 있는 정보가 포함되어야 한다.The AI data provided to the AI setting unit 238 of the AI decoding apparatus for AI decoding according to FIG. 13 includes information enabling AI upscaling of the second image 1355 . In this case, the upscale target should correspond to the downscale of the first DNN or the one-to-one preprocessing of the third DNN. Accordingly, the AI data should include information that can confirm the downscale target of the first DNN or information that can identify the one-to-one preprocessing target of the third DNN.

AI 데이터에 포함된 정보를 구체적으로 예시하면, 해상도가 큰 원본 영상(1335)의 해상도와 다운스케일된 제 1 영상(1345)의 해상도의 차이 정보, 다운스케일된 제 1 영상(1345) 관련 정보, 해상도가 작은 원본 영상(1315)으로부터 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)의 해상도 정보, 1대1 전처리된 제 1 영상(1325) 관련 정보가 있다. Specifically exemplifying the information included in the AI data, information on the difference between the resolution of the high-resolution original image 1335 and the resolution of the downscaled first image 1345, the downscaled first image 1345 related information, There is resolution information of the first image 1325 preprocessed one-to-one from the original image 1315 having a small resolution, and information related to the first image 1325 that has been pre-processed one-to-one.

차이 정보는, 해상도가 큰 원본 영상(1335) 대비 다운스케일된 제 1 영상(1345)의 해상도 변환 정도에 대한 정보(예를 들어, 해상도 변환율 정보)로 표현될 수 있다. 그리고, 복원된 제 2 영상(1355)의 해상도를 통해 제 1 영상(1345)의 해상도를 알게 되고 이를 통해 해상도 변환 정도를 확인할 수 있기 때문에, 차이 정보는 원본 영상(1335)의 해상도 정보만으로 표현될 수도 있다. 여기서 해상도 정보는 가로/세로의 화면 사이즈로 표현될 수도 있고, 비율(16:9, 4:3 등)과 한 축의 사이즈로 표현될 수도 있다. 또한, 기 설정된 해상도 정보가 있는 경우는 인덱스 또는 플래그의 형태로 표현될 수도 있다.The difference information may be expressed as information about a resolution conversion degree of the downscaled first image 1345 compared to the original image 1335 having a high resolution (eg, resolution conversion rate information). Also, since the resolution of the first image 1345 is known through the resolution of the reconstructed second image 1355 and the degree of resolution conversion can be confirmed through this, the difference information can be expressed only with the resolution information of the original image 1335 . may be Here, the resolution information may be expressed as a horizontal/vertical screen size, or it may be expressed as a ratio (16:9, 4:3, etc.) and a size of one axis. In addition, when there is preset resolution information, it may be expressed in the form of an index or a flag.

그리고, 다운스케일된 제 1 영상(1345) 관련 정보는, 제 1 영상(1345)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트 및 제 1 영상(1345)의 제 1 부호화시 이용된 코덱 타입 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.In addition, the downscaled first image 1345 related information may include a bit rate of image data obtained as a result of the first encoding of the first image 1345 and a codec type used during the first encoding of the first image 1345 . It may include information about at least one.

또한, 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)의 해상도 정보는 원본 영상 해상도 판단(1300)에 의해 해상도가 미리정해진 값보다 작은 것으로 판단된 원본 영상(1315)와 동일하므로, 해상도가 작은 제 1 영상(1325)의 해상도에 따라 미리정해진 기준에 의해 업스케일 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들어, 1대1 전처리된 제 1 영상의 해상도 크기가 2K이면 업스케일 타겟이 4K로 결정될 수 있다. 또한, 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)의 해상도 정보는 해상도 차이 정보일 수 있다. 구체적으로, 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)과 해상도가 작은 원본 영상(1315)의 해상도는 동일하기 때문에, 해상도 차이 정보는 0을 나타낼 수 있다. 또한, 복원된 제 2 영상(1355)의 해상도를 통해 제 1 영상(1325)의 해상도를 알게 되고 이를 통해 해상도 변환 정도를 확인할 수 있기 때문에, 해상도 정보는 원본 영상(1315)의 해상도 정보만으로 표현될 수도 있다Also, since the resolution information of the first image 1325 preprocessed one-to-one is the same as the original image 1315 whose resolution is determined to be smaller than a predetermined value by the original image resolution determination 1300, the resolution information of the first image 1325 having a smaller resolution An upscale target may be determined according to a predetermined criterion according to the resolution of the image 1325 . For example, if the resolution size of the first image pre-processed one-to-one is 2K, the upscale target may be determined to be 4K. Also, the resolution information of the first image 1325 that has been pre-processed one-to-one may be resolution difference information. Specifically, since the one-to-one preprocessed first image 1325 and the original image 1315 having a small resolution have the same resolution, the resolution difference information may indicate 0. In addition, since the resolution of the first image 1325 is known through the resolution of the reconstructed second image 1355 and the degree of resolution conversion can be confirmed through this, the resolution information may be expressed only with the resolution information of the original image 1315 . may

그리고, 마찬가지로, 1대1 전처리된 제 1 영상(1325) 관련 정보는, 제 1 영상(1325)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트 및 제 1 영상(1325)의 제 1 부호화시 이용된 코덱 타입 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.And, similarly, the information related to the first image 1325 that has been pre-processed one-to-one is used for the bit rate of the image data obtained as a result of the first encoding of the first image 1325 and the first encoding of the first image 1325 . information on at least one of the specified codec types may be included.

AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 차이 정보 및 다운스케일된 제 1 영상(1345) 관련 정보 중 적어도 하나 또는 AI 데이터에 포함된 제 1 영상(1325)의 해상도 정보(또는 해상도 차이가 0임을 나타내는 차이 정보) 및 제 1 영상(1325) 관련 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제 2 영상(1355)의 업스케일 타겟을 결정할 수 있다. 업스케일 타겟은 예를 들어, 제 2 영상(1355)을 어느 정도의 해상도로 업스케일하여야 하는지를 나타낼 수 있다. AI 설정부(238)는 업스케일 타겟이 결정되면, 업스케일 타겟에 대응하는 제 3 영상(1365)을 획득하기 위해 제 2 DNN을 통해 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일한다.The AI setting unit 238 may include at least one of the difference information included in the AI data and the downscaled first image 1345 related information, or resolution information (or resolution difference of 0) of the first image 1325 included in the AI data. The upscaling target of the second image 1355 may be determined based on at least one of (difference information indicating that . The upscaling target may indicate, for example, to what resolution the second image 1355 should be upscaled. When the upscaling target is determined, the AI setting unit 238 AI upscales the second image 1355 through the second DNN to obtain a third image 1365 corresponding to the upscaling target.

제 2 DNN을 통한 AI 업스케일 과정에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 전술된 바, 생략한다.The AI upscaling process through the second DNN is omitted as described above with reference to FIGS. 3 and 4 .

이하에서, AI 설정부(238)가 업스케일 타겟을 결정하고, AI 업스케일부(236)가 업스케일 타겟에 맞춰 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method in which the AI setting unit 238 determines the upscaling target and the AI upscaling unit 236 AI upscales the second image 1355 according to the upscaling target will be described.

일 실시예에서, AI 설정부(238)는 제 2 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다.In an embodiment, the AI setting unit 238 may store a plurality of DNN setting information settable in the second DNN.

여기서, DNN 설정 정보는 제 2 DNN에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 복수의 DNN 설정 정보는 다양한 업스케일 타겟에 각각 대응될 수 있으며, 특정 업스케일 타겟에 대응되는 DNN 설정 정보에 기반하여 제 2 DNN이 동작할 수 있다. DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 서로 다른 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 어느 DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 3개의 컨볼루션 레이어를 포함할 수 있고, 다른 DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 4개의 컨볼루션 레이어를 포함할 수 있다.Here, the DNN configuration information may include information on at least one of the number of convolutional layers included in the second DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel. The plurality of DNN configuration information may each correspond to various upscale targets, and the second DNN may operate based on the DNN configuration information corresponding to a specific upscale target. The second DNN may have a different structure according to the DNN configuration information. For example, the second DNN may include three convolutional layers according to certain DNN configuration information, and the second DNN may include four convolutional layers according to other DNN configuration information.

일 실시예에서, DNN 설정 정보는 제 2 DNN에서 사용되는 필터 커널의 파라미터만을 포함할 수도 있다. 이 경우, 제 2 DNN의 구조는 변경되지 않는 대신, DNN 설정 정보에 따라 내부의 필터 커널의 파라미터만이 달라질 수 있다.In an embodiment, the DNN configuration information may include only parameters of a filter kernel used in the second DNN. In this case, the structure of the second DNN is not changed, but only the parameters of the internal filter kernel may be changed according to the DNN configuration information.

AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(1355)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 여기서 사용되는 복수의 DNN 설정 정보 각각은 미리 결정된 해상도 및/또는 미리 결정된 화질의 제 3 영상(1365)을 획득하기 위한 정보로, 제 1 DNN과 연계하여 훈련된 후 제 3 DNN과 연계 훈련된 것이다. The AI setting unit 238 may acquire DNN setting information for AI upscaling of the second image 1355 among a plurality of DNN setting information. Each of the plurality of DNN setting information used here is information for obtaining the third image 1365 of a predetermined resolution and/or predetermined quality, and is trained in association with the first DNN and then trained in association with the third DNN. .

예를 들어, 복수의 DNN 설정 정보 중 어느 하나의 DNN 설정 정보는 제 2 영상(1355)의 해상도보다 2배 큰 해상도의 제 3 영상(1365), 예를 들어, 2K (2048*1080)의 제 2 영상(1355)보다 2배 큰 4K(4096*2160)의 제 3 영상(1365)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있고, 다른 하나의 DNN 설정 정보는 제 2 영상(1255)의 해상도보다 4배 큰 해상도의 제 3 영상(1365), 예를 들어, 2K (2048*1080)의 제 2 영상(1355)보다 4배 큰 8K(8192*4320)의 제 3 영상(1365)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다. For example, the DNN setting information of any one of the plurality of DNN setting information is a third image 1365 having a resolution twice that of the second image 1355, for example, a second image of 2K (2048 * 1080). It may include information for acquiring the third image 1365 of 4K (4096*2160) that is twice as large as the 2nd image 1355, and the other DNN setting information is 4 more than the resolution of the second image 1255. Information for obtaining a third image 1365 with a resolution that is twice as large, for example, a third image 1365 of 8K (8192 * 4320) that is four times larger than the second image 1355 of 2K (2048 * 1080) may include

복수의 DNN 설정 정보 각각은 AI 부호화 장치(1500)의 제 1 DNN의 DNN 설정 정보와 연계되어 만들어진 뒤, 제 3 DNN의 DNN 설정 정보와 연계된다. AI 설정부(238)는 제 1 DNN의 DNN 설정 정보의 축소 비율에 대응되는 확대 비율에 따라 복수의 DNN 설정 정보 중 하나의 DNN 설정 정보를 획득한다. 이를 위해, AI 설정부(238)는 제 1 DNN의 정보를 확인하여야 한다. 제 1 DNN의 정보를 AI 설정부(238)가 확인하기 위해, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 AI 부호화 장치(1500)로부터 제 1 DNN의 정보를 포함하는 AI 데이터를 수신한다. Each of the plurality of DNN configuration information is created in association with the DNN configuration information of the first DNN of the AI encoding apparatus 1500, and then is associated with the DNN configuration information of the third DNN. The AI setting unit 238 obtains one DNN setting information from among a plurality of DNN setting information according to an enlargement ratio corresponding to a reduction rate of the DNN setting information of the first DNN. To this end, the AI setting unit 238 should check the information of the first DNN. In order for the AI setting unit 238 to check the information of the first DNN, the AI decoding apparatus 200 according to an embodiment receives AI data including the information of the first DNN from the AI encoding apparatus 1500 .

또한, AI 설정부(238)는 제 3 DNN의 DNN 설정 정보의 제 1 영상(1325)의 해상도 정보에 따라 복수의 DNN 설정 정보 중 하나의 DNN 설정 정보를 획득한다. 이를 위해, AI 설정부(238)는 제 3 DNN의 정보를 확인하여야 한다. 제 3 DNN의 정보를 AI 설정부(238)가 확인하기 위해, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 AI 부호화 장치(1500)로부터 제 3 DNN의 정보를 포함하는 AI 데이터를 수신한다. Also, the AI setting unit 238 obtains one DNN setting information among a plurality of DNN setting information according to the resolution information of the first image 1325 of the DNN setting information of the third DNN. To this end, the AI setting unit 238 should check the information of the third DNN. In order for the AI setting unit 238 to check the information of the third DNN, the AI decoding apparatus 200 according to an embodiment receives AI data including the information of the third DNN from the AI encoding apparatus 1500 .

다시 말하면, AI 설정부(238)는 AI 부호화 장치(1500)로부터 수신되는 정보들을 이용하여, 제 1 영상(1325, 1345)을 획득하기 위해 이용된 제 1 DNN 또는 제 3 DNN의 DNN 설정 정보가 타겟하는 정보를 확인하고, 그와 연계 훈련된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 획득할 수 있는 것이다.In other words, the AI setting unit 238 uses the information received from the AI encoding apparatus 1500 to determine the DNN setting information of the first DNN or the third DNN used to acquire the first images 1325 and 1345 . It is possible to confirm the target information and obtain the DNN setting information of the second DNN trained in association with it.

복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(1355)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, DNN 설정 정보는 AI 업스케일부(236)로 전달되고, DNN 설정 정보에 따라 동작하는 제 2 DNN에 기초하여 입력 데이터가 처리될 수 있다.When DNN setting information for AI upscaling of the second image 1355 is obtained among a plurality of DNN setting information, the DNN setting information is transmitted to the AI upscaling unit 236, and a second DNN operating according to the DNN setting information. Based on the input data may be processed.

예를 들어, AI 업스케일부(236)는 어느 하나의 DNN 설정 정보가 획득되면, 도 3에 도시된 제 2 DNN(300)의 제 1 컨볼루션 레이어(310), 제 2 컨볼루션 레이어(330) 및 제 3 컨볼루션 레이어(350) 각각에 대해서, 각 레이어에 포함되는 필터 커널의 개수와 필터 커널의 파라미터들을, 상기 획득된 DNN 설정 정보에 포함된 값으로 설정한다.For example, when any one DNN configuration information is obtained, the AI upscaling unit 236 includes the first convolutional layer 310 and the second convolutional layer 330 of the second DNN 300 shown in FIG. 3 . ) and the third convolutional layer 350, the number of filter kernels included in each layer and parameters of the filter kernels are set to values included in the obtained DNN configuration information.

구체적으로, AI 업스케일부(236)는 도 4에 도시된 제 2 DNN의 어느 하나의 컨볼루션 레이어에서 이용되는 3 X 3의 필터 커널의 파라미터들이 {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}이고, DNN 설정 정보의 변경이 있는 경우, 필터 커널의 파라미터들을 변경된 DNN 설정 정보에 포함된 파라미터들인 {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2}로 교체할 수 있는 것이다.Specifically, the AI upscaling unit 236 determines that the parameters of the filter kernel of 3 X 3 used in any one convolution layer of the second DNN shown in FIG. 4 are {1, 1, 1, 1, 1, 1 , 1, 1, 1}, and when there is a change in DNN configuration information, the parameters of the filter kernel are changed to {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, parameters included in the changed DNN configuration information. } can be replaced.

AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 정보에 기초하여 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(1355)을 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있는데, DNN 설정 정보를 획득하는데 이용되는 AI 데이터에 대해 구체적으로 설명한다. The AI setting unit 238 may acquire DNN setting information for upscaling the second image 1355 among a plurality of DNN setting information based on information included in the AI data, which is used to obtain the DNN setting information. AI data will be explained in detail.

일 실시예에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 차이 정보에 기초하여, 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(1355)을 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 차이 정보에 기초하여 원본 영상(1335)의 해상도(예를 들어, 4K(4096*2160))가 제 1 영상(1345)의 해상도(예를 들어, 2K (2048*1080))보다 2배 큰 것으로 확인된 경우, AI 설정부(238)는 제 2 영상(1355)의 해상도를 2배 증가시킬 수 있는 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.In an embodiment, the AI setting unit 238 may obtain DNN setting information for upscaling the second image 1355 from among a plurality of DNN setting information, based on the difference information included in the AI data. For example, based on the difference information, the resolution of the original image 1335 (eg, 4K (4096 * 2160)) is higher than the resolution of the first image 1345 (eg, 2K (2048 * 1080)). When it is confirmed that it is twice as large, the AI setting unit 238 may obtain DNN setting information capable of increasing the resolution of the second image 1355 by two times.

다른 실시예에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)의 해상도 정보에 기초하여, 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(1355)을 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)의 해상도는 미리정해진 값보다 작은 것으로 판단된 원본 영상(1215)와 동일하므로, 제 1 영상(1225)의 해상도 정보에 따라, 미리정해진 기준에 의해 업스케일 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들어, 1대1 전처리된 제 1 영상의 해상도 크기가 2K이면 업스케일 타겟이 4K로 결정될 수 있다.In another embodiment, the AI setting unit 238 upscales the second image 1355 among the plurality of DNN setting information based on the resolution information of the one-to-one preprocessed first image 1325 included in the AI data. It is possible to obtain DNN configuration information for For example, since the resolution of the one-to-one preprocessed first image 1325 is the same as that of the original image 1215 determined to be smaller than a predetermined value, according to the resolution information of the first image 1225 , a predetermined standard An upscale target may be determined by For example, if the resolution size of the first image pre-processed one-to-one is 2K, the upscale target may be determined to be 4K.

다른 실시예에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 제 1 영상(1325, 1345) 관련 정보에 기초하여, 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. AI 설정부(238)는 영상 관련 정보들과 DNN 설정 정보들 사이의 매핑 관계를 미리 결정하고, 제 1 영상(1325, 1345) 관련 정보에 매핑된 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.In another embodiment, the AI setting unit 238 is a DNN for AI upscaling the second image 1355 among a plurality of DNN setting information based on the first image 1325 and 1345 related information included in the AI data. Setting information can be obtained. The AI setting unit 238 may determine a mapping relationship between the image related information and the DNN setting information in advance, and obtain DNN setting information mapped to the first image 1325 and 1345 related information.

이하에서는, 도 15를 참조하여, 원본 영상(1305)의 AI 부호화를 위한 AI 부호화 장치(1500)에 대해 설명한다.Hereinafter, an AI encoding apparatus 1500 for AI encoding of an original image 1305 will be described with reference to FIG. 15 .

도 15는 일 실시예에 따른 AI 부호화 장치(1500)의 구성을 도시하는 블록도이다.15 is a block diagram illustrating a configuration of an AI encoding apparatus 1500 according to an embodiment.

도 15를 참조하면, AI 부호화 장치(1500)는 AI 부호화부(1510) 및 전송부(1530)를 포함할 수 있다. AI 부호화부(1510)는 원본영상 해상도 판단부(1511), AI 1대1 전처리부(1512), AI 다운스케일부(1513), 제 1 부호화부(1514), 데이터 처리부(1516) 및 AI 설정부(1518)를 포함할 수 있다. 도 15는 AI 부호화부(1510) 및 전송부(1530)를 개별적인 장치로 도시하고 있으나, AI 부호화부(1510) 및 전송부(1530)는 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 전용 프로세서로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 범용 프로세서와 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 또한, 전용 프로세서의 경우, 본 개시의 실시예를 구현하기 위한 메모리를 포함하거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15 , the AI encoding apparatus 1500 may include an AI encoding unit 1510 and a transmission unit 1530 . The AI encoding unit 1510 includes the original image resolution determining unit 1511, the AI 1:1 preprocessing unit 1512, the AI downscaling unit 1513, the first encoding unit 1514, the data processing unit 1516, and the AI setting. part 1518 . 15 illustrates the AI encoder 1510 and the transmitter 1530 as separate devices, the AI encoder 1510 and the transmitter 1530 may be implemented through one processor. In this case, it may be implemented as a dedicated processor, or it may be implemented through a combination of an AP or a general-purpose processor such as a CPU or GPU and S/W. In addition, the dedicated processor may include a memory for implementing an embodiment of the present disclosure or a memory processing unit for using an external memory.

또한, AI 부호화부(1510) 및 전송부(1530)는 복수의 프로세서로 구성될 수도 있다. 이 경우, 전용 프로세서들의 조합으로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 다수의 범용 프로세서들과 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. Also, the AI encoder 1510 and the transmitter 1530 may include a plurality of processors. In this case, it may be implemented as a combination of dedicated processors, or may be implemented through a combination of S/W with a plurality of general-purpose processors such as an AP, CPU, or GPU.

일 실시예에서, 제 1 부호화부(1510)는 제 1 프로세서로 구성되고, 원본영상 해상도 판단부(1411), AI 1대1 전처리부(1412), AI 다운스케일부(1413), 데이터 처리부(1516) 및 AI 설정부(1518)는 제 1 프로세서와 상이한 제 2 프로세서로 구현되고, 전송부(1530)는 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서와 상이한 제 3 프로세서로 구현될 수 있다. In an embodiment, the first encoder 1510 is configured as a first processor, and an original image resolution determiner 1411, an AI one-to-one preprocessor 1412, an AI downscaler 1413, and a data processor ( 1516) and the AI setting unit 1518 may be implemented with a second processor different from the first processor, and the transmitter 1530 may be implemented with the first processor and a third processor different from the second processor.

AI 부호화부(1510)는 원본 영상(1305)의 해상도를 판단하고, 해상도가 미리정해진 값보다 크면, 해상도가 큰 원본영상(1335)의 AI 다운스케일(1320) 및 제 1 영상(1345)의 제 1 부호화를 수행하고, AI 부호화 데이터를 전송부(1530)로 전달한다. 전송부(1530)는 AI 부호화 데이터를 AI 복호화 장치(200)로 전송한다. 또한, 원본 영상(1305)의 해상도가 미리정해진 값 이하이면, 해상도가 작은 원본영상(1315)의 AI 1대1 전처리(1310) 및 제 1 영상(1325)의 제 1 부호화를 수행하고, AI 부호화 데이터를 전송부(1530)로 전달한다. 전송부(1530)는 AI 부호화 데이터를 AI 복호화 장치(200)로 전송한다. The AI encoder 1510 determines the resolution of the original image 1305, and if the resolution is greater than a predetermined value, the AI downscale 1320 and the first image 1345 of the original image 1335 having a higher resolution. 1 encoding is performed, and AI-encoded data is transmitted to the transmitter 1530 . The transmitter 1530 transmits the AI encoded data to the AI decoding apparatus 200 . In addition, if the resolution of the original image 1305 is less than or equal to a predetermined value, AI 1-to-1 pre-processing 1310 of the original image 1315 having a small resolution and first encoding of the first image 1325 are performed, and AI encoding is performed. The data is transferred to the transmitter 1530 . The transmitter 1530 transmits the AI encoded data to the AI decoding apparatus 200 .

영상 데이터는 제 1 영상(1325, 1345)의 제 1 부호화 결과 획득된 데이터를 포함한다. 영상 데이터는 제 1 영상(1325,1345) 내 픽셀 값들에 기초하여 획득되는 데이터, 예를 들어, 제 1 영상(1325, 1345)과 제 1 영상(1325, 1345)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 영상 데이터는 제 1 영상(1325, 1345)의 제 1 부호화 과정에서 이용된 정보들을 포함한다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(1325, 1345)을 제 1 부호화하는데 이용된 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 제 1 영상(1325, 1345)을 제 1 부호화하는데 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다.The image data includes data obtained as a result of the first encoding of the first images 1325 and 1345 . The image data is data obtained based on pixel values in the first images 1325 and 1345 , for example, a residual that is a difference between the first images 1325 and 1345 and prediction data of the first images 1325 and 1345 . It may contain data. Also, the image data includes information used in the first encoding process of the first images 1325 and 1345 . For example, the image data includes prediction mode information used to first encode the first images 1325 and 1345, motion information, and quantization parameter related information used to first encode the first images 1325 and 1345, etc. may include

AI 데이터는, AI 업스케일부(236)가 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들 또는 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 일 예에서, AI 데이터는 원본 영상(1335)과 AI 다운스케일된 제 1 영상(1345) 사이의 차이 정보를 포함할 수 있다. 일 예에서, AI 데이터는 AI 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)의 해상도 정보를 포함할 수 있다. 또한, AI 데이터는 제 1 영상(1325, 1345) 관련 정보를 포함할 수도 있다. 제 1 영상(1325, 1345) 관련 정보는, 제 1 영상(1325, 1345)의 해상도, 제 1 영상(1225, 1345)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트 및 제 1 영상(1325, 1345)의 제 1 부호화시 이용된 코덱 타입 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.AI data is information that enables the AI upscaling unit 236 to AI upscale the second image 1355 to an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN or one-to-one of the third DNN. It includes information enabling AI to upscale the second image 1355 to an upscale target corresponding to the preprocessing target. In one example, the AI data may include difference information between the original image 1335 and the AI downscaled first image 1345 . In an example, the AI data may include resolution information of the first image 1325 that has been pre-processed by AI one-to-one. Also, the AI data may include information related to the first images 1325 and 1345 . The information related to the first images 1325 and 1345 includes the resolution of the first images 1325 and 1345, the bitrate of image data obtained as a result of the first encoding of the first images 1225 and 1345, and the first image 1325, 1345) may include information on at least one of the codec types used in the first encoding.

일 실시예에서, AI 데이터는, 제 1 DNN의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)이 AI 업스케일될 수 있도록, 상호 약속된 DNN 설정 정보의 식별자를 포함할 수 있다.In an embodiment, the AI data may include an identifier of mutually agreed DNN configuration information so that the second image 1355 can be AI upscaled to an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN. .

일 실시예에서, AI 데이터는, 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)이 AI 업스케일될 수 있도록, 상호 약속된 DNN 설정 정보의 식별자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the AI data may include an identifier of mutually agreed DNN configuration information so that the second image 1355 can be AI upscaled to an upscale target corresponding to the one-to-one preprocessing target of the third DNN. can

또한, 일 실시예에서, AI 데이터는 제 2 DNN에 세팅 가능한 DNN 설정 정보를 포함할 수도 있다.Also, in an embodiment, the AI data may include DNN configuration information settable in the second DNN.

AI 다운스케일부(1513)는 제 1 DNN을 통해 원본 영상(1335)으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상(1345)을 획득할 수 있다. AI 다운스케일부(1513)는 AI 설정부(1518)로부터 제공된 DNN 설정 정보를 이용하여 원본 영상(1335)을 AI 다운스케일할 수 있다. AI 설정부(1518)는 미리 결정된 기준에 기초하여 원본 영상(1235)의 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다.The AI downscaler 1513 may acquire the AI downscaled first image 1345 from the original image 1335 through the first DNN. The AI downscaling unit 1513 may AI downscale the original image 1335 by using the DNN setting information provided from the AI setting unit 1518 . The AI setting unit 1518 may determine a downscale target of the original image 1235 based on a predetermined criterion.

다운스케일 타겟에 부합하는 제 1 영상(1345)의 획득을 위해, AI 설정부(1518)는 제 1 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다. AI 설정부(1518)는 복수의 DNN 설정 정보 중 다운스케일 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(1513)로 제공한다.In order to acquire the first image 1345 matching the downscale target, the AI setting unit 1518 may store a plurality of DNN setting information settable in the first DNN. The AI setting unit 1518 obtains DNN setting information corresponding to a downscale target among a plurality of DNN setting information, and provides the obtained DNN setting information to the AI downscale unit 1513 .

상기 복수의 DNN 설정 정보 각각은 미리 결정된 해상도 및/또는 미리 결정된 화질의 제 1 영상(1345)을 획득하기 위해 훈련된 것일 수 있다. 예를 들어, 복수의 DNN 설정 정보 중 어느 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(1335)의 해상도보다 1/2배만큼 작은 해상도의 제 1 영상(1345), 예를 들어, 4K(4096*2160)의 원본 영상(1335)보다 1/2배 작은 2K (2048*1080)의 제 1 영상(1345)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있고, 다른 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(1335)의 해상도보다 1/4배만큼 작은 해상도의 제 1 영상(1345), 예를 들어, 8K(8192*4320)의 원본 영상(1335)보다 1/4배 작은 2K (2048*1080)의 제 1 영상(1345)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다.Each of the plurality of pieces of DNN configuration information may be trained to acquire the first image 1345 having a predetermined resolution and/or a predetermined image quality. For example, the DNN setting information of any one of the plurality of DNN setting information is the first image 1345 having a resolution that is 1/2 times smaller than the resolution of the original image 1335, for example, 4K (4096 * 2160). may include information for obtaining the first image 1345 of 2K (2048 * 1080) that is 1/2 times smaller than the original image 1335 of A first image 1345 with a resolution of 1/4 times smaller than that, for example, a first image 1345 of 2K (2048*1080) which is 1/4 times smaller than an original image 1335 of 8K (8192*4320) ) may include information for obtaining

구현예에 따라, DNN 설정 정보를 구성하는 정보들(예를 들어, 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수, 각 필터 커널의 파라미터 등)이 룩업 테이블 형태로 저장되어 있는 경우, AI 설정부(1518)는 다운스케일 타겟에 따라 룩업 테이블 값들 중에서 선택된 일부를 조합하여 획득한 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(1513)로 제공할 수도 있다.According to the embodiment, when information constituting the DNN setting information (eg, the number of convolution layers, the number of filter kernels for each convolutional layer, parameters of each filter kernel, etc.) is stored in the form of a lookup table, The AI setting unit 1518 may obtain DNN setting information obtained by combining some selected among the lookup table values according to the downscale target, and may provide the obtained DNN setting information to the AI downscaling unit 1513 .

구현예에 따라, AI 설정부(1518)는 다운스케일 타겟에 대응되는 DNN의 구조를 결정하고, 결정된 DNN의 구조에 대응하는 DNN 설정 정보, 예를 들어, 필터 커널의 파라미터들을 획득할 수도 있다.According to an embodiment, the AI setting unit 1518 may determine the structure of the DNN corresponding to the downscale target, and obtain DNN setting information corresponding to the determined structure of the DNN, for example, parameters of the filter kernel.

원본 영상(1335)의 AI 다운스케일을 위한 복수의 DNN 설정 정보는, 제 1 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련됨으로써, 최적화된 값을 가질 수 있다. 여기서, 각 DNN 설정 정보는 제 1 DNN에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다.The plurality of DNN configuration information for AI downscaling of the original image 1335 may have an optimized value by performing joint training between the first DNN and the second DNN. Here, each DNN configuration information includes at least one of the number of convolutional layers included in the first DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel.

AI 다운스케일부(1513)는 원본 영상(1335)의 AI 다운스케일을 위해 결정된 DNN 설정 정보로 제 1 DNN을 세팅하여, 소정 해상도 및/또는 소정 화질의 제 1 영상(1345)을 제 1 DNN을 통해 획득할 수 있다. 복수의 DNN 설정 정보 중 원본 영상(1335)의 AI 다운스케일을 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, 제 1 DNN 내 각 레이어는 DNN 설정 정보에 포함된 정보들에 기초하여 입력된 데이터를 처리할 수 있다.The AI downscaling unit 1513 sets the first DNN as the DNN setting information determined for the AI downscaling of the original image 1335, and sets the first DNN to the first image 1345 of a predetermined resolution and/or a predetermined quality. can be obtained through When DNN setting information for AI downscaling of the original image 1335 is obtained among a plurality of DNN setting information, each layer in the first DNN may process input data based on information included in the DNN setting information. .

이하에서는, AI 설정부(1518)가 다운스케일 타겟을 결정하는 방법에 대해 설명한다. 상기 다운스케일 타겟은 예를 들어, 원본 영상(1335)으로부터 얼마나 해상도가 감소한 제 1 영상(1345)을 획득해야 하는지를 나타낼 수 있다.Hereinafter, a method for the AI setting unit 1518 to determine the downscale target will be described. The downscale target may indicate, for example, how much the resolution of the first image 1345 with reduced resolution should be obtained from the original image 1335 .

AI 설정부(1518)는 하나 이상의 입력 정보를 획득한다. 일 실시예에서, 입력 정보는 제 1 영상(1345)의 타겟 해상도, 영상 데이터의 타겟 비트레이트, 영상 데이터의 비트레이트 타입(예를 들어, variable bitrate 타입, constant bitrate 타입 또는 average bitrate 타입 등), AI 다운스케일이 적용되는 컬러 포맷(휘도 성분, 색차 성분, 레드 성분, 그린 성분 또는 블루 성분 등), 제 1 영상(1345)의 제 1 부호화를 위한 코덱 타입, 압축 히스토리 정보, 원본 영상(1305)의 해상도 및 원본 영상(1305)의 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The AI setting unit 1518 acquires one or more pieces of input information. In an embodiment, the input information includes a target resolution of the first image 1345, a target bitrate of the image data, a bitrate type of the image data (eg, a variable bitrate type, a constant bitrate type, or an average bitrate type); Color format to which AI downscale is applied (luminance component, chrominance component, red component, green component, or blue component, etc.), codec type for the first encoding of the first image 1345, compression history information, and original image 1305 may include at least one of a resolution of , and a type of the original image 1305 .

하나 이상의 입력 정보는 AI 부호화 장치(1500)에 미리 저장되거나, 사용자로부터 입력받은 정보를 포함할 수 있다.One or more pieces of input information may be stored in advance in the AI encoding apparatus 1500 or may include information received from a user.

AI 설정부(1518)는 입력 정보에 기초하여 AI 다운스케일부(1513)의 동작을 제어한다. 일 실시예에서, AI 설정부(1518)는 입력 정보에 따라 다운스케일 타겟을 결정하고, 결정된 다운스케일 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(1513)로 제공할 수 있다.The AI setting unit 1518 controls the operation of the AI downscale unit 1513 based on the input information. In an embodiment, the AI setting unit 1518 may determine a downscale target according to input information, and provide DNN setting information corresponding to the determined downscale target to the AI downscale unit 1513 .

일 실시예에서, AI 설정부(1518)는 입력 정보의 적어도 일부를 제 1 부호화부(1514)로 전달하여 제 1 부호화부(1514)가 특정 값의 비트레이트, 특정 타입의 비트레이트 및 특정 코덱으로 제 1 영상(1345)을 제 1 부호화하게 할 수도 있다.In an embodiment, the AI setting unit 1518 transmits at least a portion of the input information to the first encoder 1514 so that the first encoder 1514 sets a bitrate of a specific value, a bitrate of a specific type, and a specific codec. may cause the first image 1345 to be first encoded.

일 실시예에서, AI 설정부(1518)는 압축률(예를 들어, 원본 영상(1335)과 제 1 영상(1345) 사이의 해상도 차이, 타겟 비트레이트), 압축 품질(예를 들어, 비트레이트 타입), 압축 히스토리 정보 및 원본 영상(1305)의 타입 중 적어도 하나에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다. In an embodiment, the AI setting unit 1518 sets the compression rate (eg, a difference in resolution between the original image 1335 and the first image 1345 , the target bitrate), and the compression quality (eg, the bitrate type). ), compression history information, and a downscale target may be determined based on at least one of the type of the original image 1305 .

일 예에서, AI 설정부(1518)는 미리 설정되거나, 사용자로부터 입력받은 압축률 또는 압축 품질 등에 기반하여 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다. In an example, the AI setting unit 1518 may determine a downscale target based on a preset or a compression rate or compression quality input from a user.

다른 예로, AI 설정부(1518)는 AI 부호화 장치(1500)에 저장된 압축 히스토리 정보를 이용하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다. 예를 들어, AI 부호화 장치(1500)가 이용할 수 있는 압축 히스토리 정보에 따르면, 사용자가 선호하는 부호화 품질 또는 압축률 등이 결정될 수 있으며, 압축 히스토리 정보에 기초하여 결정된 부호화 품질 등에 따라 다운스케일 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들면, 압축 히스토리 정보에 따라 가장 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질에 따라 제 1 영상(1345)의 해상도, 화질 등이 결정될 수 있다. As another example, the AI setting unit 1518 may determine the downscale target by using the compression history information stored in the AI encoding apparatus 1500 . For example, according to the compression history information available to the AI encoding apparatus 1500, the encoding quality or compression rate preferred by the user may be determined, and the downscale target may be determined according to the encoding quality determined based on the compression history information. can For example, the resolution and quality of the first image 1345 may be determined according to the encoding quality that has been most frequently used according to the compression history information.

또 다른 예로, AI 설정부(1518)는 압축 히스토리 정보에 따라 소정의 임계 값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질(예를 들면, 소정의 임계값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질의 평균 품질)에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다. As another example, the AI setting unit 1518 sets the encoding quality that has been used more than a predetermined threshold value (eg, average quality of encoding quality that has been used more than a predetermined threshold value) according to the compression history information. A downscale target may be determined based on it.

또 다른 예로, AI 설정부(1518)는 원본 영상(1335)의 해상도, 타입(예를 들어, 파일의 형식)등에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다.As another example, the AI setting unit 1518 may determine the downscale target based on the resolution and type (eg, file format) of the original image 1335 .

일 실시예에서, 원본 영상(1335)이 복수의 프레임으로 구성된 경우, AI 설정부(1518)는 소정 개수의 프레임 별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득하고, 독립적으로 획득한 DNN 설정 정보를 AI 다운스케일부(1513)로 제공할 수도 있다.In one embodiment, when the original image 1335 is composed of a plurality of frames, the AI setting unit 1518 independently acquires DNN setting information for each predetermined number of frames, and uses the independently acquired DNN setting information to AI downscaling. It may be provided as part 1513 .

일 예시에서, AI 설정부(1518)는 원본 영상(1335)을 구성하는 프레임들을 소정 개수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수 있다. 각 그룹에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다. 그룹들에 포함된 프레임들의 개수는 그룹별로 동일하거나 상이할 수 있다.In one example, the AI setting unit 1518 may classify frames constituting the original image 1335 into a predetermined number of groups, and independently obtain DNN setting information for each group. The same or different DNN configuration information may be obtained for each group. The number of frames included in the groups may be the same or different for each group.

다른 예시에서, AI 설정부(1518)는 원본 영상(1335)을 구성하는 프레임별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 결정할 수 있다. 각각의 프레임에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다.In another example, the AI setting unit 1518 may independently determine DNN setting information for each frame constituting the original image 1335 . The same or different DNN configuration information may be obtained for each frame.

AI 1대1 전처리부(1512)는 제 3 DNN을 통해 원본 영상(1315)으로부터 AI 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)을 획득할 수 있다. AI 1대1 전처리부(1512)는 AI 설정부(1518)로부터 제공된 DNN 설정 정보를 이용하여 원본 영상(1315)을 AI 1대1 전처리할 수 있다. AI 설정부(1518)는 미리 결정된 기준에 기초하여 원본 영상(1315)의 1대1 전처리 타겟을 결정할 수 있다.The AI 1-to-1 preprocessor 1512 may acquire the AI 1-to-1 preprocessed first image 1325 from the original image 1315 through the third DNN. The AI one-to-one preprocessor 1512 may perform AI one-to-one preprocessing of the original image 1315 using the DNN setting information provided from the AI setting unit 1518 . The AI setting unit 1518 may determine a one-to-one preprocessing target of the original image 1315 based on a predetermined criterion.

1대1 전처리 타겟에 부합하는 제 1 영상(1325)의 획득을 위해, AI 설정부(1518)는 제 3 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다. AI 설정부(1518)는 복수의 DNN 설정 정보 중 1대1 전처리 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(1512)에 제공한다.In order to obtain the first image 1325 matching the one-to-one preprocessing target, the AI setting unit 1518 may store a plurality of DNN setting information settable in the third DNN. The AI setting unit 1518 obtains DNN setting information corresponding to a one-to-one pre-processing target among a plurality of DNN setting information, and provides the obtained DNN setting information to the AI one-to-one pre-processing unit 1512 .

상기 복수의 DNN 설정 정보 각각은 원본 영상의 디테일한 특징이 잘 보존된 제 1 영상(1325) 및/또는 미리 결정된 화질의 제 1 영상(1325)을 획득하기 위해 훈련된 것일 수 있다. 예를 들어, 복수의 DNN 설정 정보 중 어느 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(1315)의 해상도는 그대로 유지하면서 영상의 디테일한 특징이 잘 보존된 제 1 영상(1325), 예를 들어, 2K(2048*1080)의 원본 영상(1315)와 해상도는 동일하지만 원본 영상(1315)의 디테일한 특징이 잘 보존된 제 1 영상(1325)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다. 여기서, 원본 영상의 디테일한 특징은 시공간적으로 복잡도가 높은 부분일 수 있다. 다른 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(1315)의 해상도는 그대로 유지하면서 화질이 향상된 제 1 영상(1325), 예를 들어, 2K(2048*1080)의 원본 영상(1315)와 해상도는 동일하지만 화질이 향상된 제 1 영상(1325)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다.Each of the plurality of DNN configuration information may be trained to acquire a first image 1325 in which detailed features of the original image are well preserved and/or a first image 1325 having a predetermined image quality. For example, the DNN setting information of any one of the plurality of DNN setting information is the first image 1325 in which the detailed characteristics of the image are well preserved while maintaining the resolution of the original image 1315, for example, 2K ( Although the resolution of the original image 1315 of 2048*1080 is the same, information for acquiring the first image 1325 in which detailed characteristics of the original image 1315 are well preserved may be included. Here, the detailed feature of the original image may be a part with high spatiotemporal complexity. The other DNN setting information is the first image 1325 with improved image quality while maintaining the resolution of the original image 1315 as it is, for example, the same resolution as the original image 1315 of 2K (2048 * 1080), but the quality Information for acquiring the improved first image 1325 may be included.

구현예에 따라, DNN 설정 정보를 구성하는 정보들(예를 들어, 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수, 각 필터 커널의 파라미터 등)이 룩업 테이블 형태로 저장되어 있는 경우, AI 설정부(1518)는 1대1 전처리 타겟에 따라 룩업 테이블 값들 중에서 선택된 일부를 조합하여 획득한 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(1512)에 제공할 수도 있다.According to the embodiment, when information constituting the DNN setting information (eg, the number of convolution layers, the number of filter kernels for each convolutional layer, parameters of each filter kernel, etc.) is stored in the form of a lookup table, The AI setting unit 1518 may provide the AI one-to-one preprocessing unit 1512 with DNN setting information obtained by combining some selected among the lookup table values according to the one-to-one preprocessing target.

구현예에 따라, AI 설정부(1518)는 1대1 전처리 타겟에 대응되는 DNN의 구조를 결정하고, 결정된 DNN의 구조에 대응하는 DNN 설정 정보, 예를 들어, 필터 커널의 파라미터들을 획득할 수도 있다.Depending on the implementation, the AI setting unit 1518 may determine the structure of the DNN corresponding to the one-to-one preprocessing target, and obtain DNN setting information corresponding to the determined structure of the DNN, for example, parameters of the filter kernel. have.

원본 영상(1315)의 AI 1대1 전처리를 위한 복수의 DNN 설정 정보는, 제 1 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련된 후 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 고정하여 제 3 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련됨으로써, 최적화된 값을 가질 수 있다. 여기서, 각 DNN 설정 정보는 제 3 DNN에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다.A plurality of DNN setting information for AI one-to-one preprocessing of the original image 1315 is obtained by fixing the DNN setting information of the second DNN after the first DNN and the second DNN are jointly trained so that the third DNN and the second DNN are connected. By joint training, it is possible to have an optimized value. Here, each DNN configuration information includes at least one of the number of convolution layers included in the third DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel.

AI 1대1 전처리부(1512)는 원본 영상(1315)의 AI 1대1 전처리를 위해 결정된 DNN 설정 정보로 제 3 DNN을 세팅하여, 원본 영상(1315)의 디테일한 특징이 보존된 제 1 영상(1325) 및/또는 소정 화질의 제 1 영상(1325)을 제 3 DNN을 통해 획득할 수 있다. 복수의 DNN 설정 정보 중 원본 영상(1315)의 AI 1대1 전처리를 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, 제 3 DNN 내 각 레이어는 DNN 설정 정보에 포함된 정보들에 기초하여 입력된 데이터를 처리할 수 있다.The AI one-to-one pre-processing unit 1512 sets the third DNN as the DNN setting information determined for the AI one-to-one pre-processing of the original image 1315 , and the first image in which detailed features of the original image 1315 are preserved. 1325 and/or the first image 1325 having a predetermined quality may be acquired through the third DNN. When DNN setting information for AI one-to-one pre-processing of the original image 1315 is obtained among a plurality of DNN setting information, each layer in the third DNN processes the input data based on the information included in the DNN setting information. can

이하에서는, AI 설정부(1518)가 1대1 전처리 타겟을 결정하는 방법에 대해 설명한다. 상기 1대1 전처리 타겟은 예를 들어, 원본 영상(1315)의 해상도를 유지하면서 어느정도 원본 영상의 디테일한 특징을 보존하는 제 1 영상(1325)을 획득해야 하는지 또는 원본 영상(1315)의 해상도를 유지하면서 얼마나 화질이 향상된 제 1 영상(1325)을 획득해야 하는지를 나타낼 수 있다.Hereinafter, a method for the AI setting unit 1518 to determine a one-to-one pre-processing target will be described. The one-to-one preprocessing target determines, for example, how much the first image 1325 that preserves the detailed features of the original image while maintaining the resolution of the original image 1315 should be acquired or the resolution of the original image 1315 . It may indicate how much the first image 1325 with improved image quality should be acquired while maintaining it.

AI 설정부(1518)는 하나 이상의 입력 정보를 획득한다. 일 실시예에서, 입력 정보는 제 1 영상(1325)의 타겟 해상도, 영상 데이터의 타겟 비트레이트, 영상 데이터의 비트레이트 타입(예를 들어, variable bitrate 타입, constant bitrate 타입 또는 average bitrate 타입 등), AI 다운스케일이 적용되는 컬러 포맷(휘도 성분, 색차 성분, 레드 성분, 그린 성분 또는 블루 성분 등), 제 1 영상(1325)의 제 1 부호화를 위한 코덱 타입, 압축 히스토리 정보, 원본 영상(1305)의 해상도 및 원본 영상(1305)의 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The AI setting unit 1518 acquires one or more pieces of input information. In an embodiment, the input information includes a target resolution of the first image 1325, a target bitrate of the image data, a bitrate type of the image data (eg, a variable bitrate type, a constant bitrate type, or an average bitrate type); Color format to which AI downscale is applied (luminance component, chrominance component, red component, green component, or blue component, etc.), codec type for the first encoding of the first image 1325, compression history information, and the original image 1305 may include at least one of a resolution of , and a type of the original image 1305 .

하나 이상의 입력 정보는 AI 부호화 장치(1500)에 미리 저장되거나, 사용자로부터 입력받은 정보를 포함할 수 있다.One or more pieces of input information may be stored in advance in the AI encoding apparatus 1500 or may include information received from a user.

AI 설정부(1518)는 입력 정보에 기초하여 AI 1대1 전처리부(1512)의 동작을 제어한다. 일 실시예에서, AI 설정부(1518)는 입력 정보에 따라 1대1 전처리 타겟을 결정하고, 결정된 1대1 전처리 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(1512)로 제공할 수 있다.The AI setting unit 1518 controls the operation of the AI one-to-one preprocessor 1512 based on the input information. In an embodiment, the AI setting unit 1518 determines a one-to-one pre-processing target according to the input information, and provides DNN setting information corresponding to the determined one-to-one pre-processing target to the AI one-to-one pre-processing unit 1512 . can

일 실시예에서, AI 설정부(1518)는 입력 정보의 적어도 일부를 제 1 부호화부(1514)로 전달하여 제 1 부호화부(1514)가 특정 값의 비트레이트, 특정 타입의 비트레이트 및 특정 코덱으로 제 1 영상(1325)을 제 1 부호화하게 할 수도 있다.In an embodiment, the AI setting unit 1518 transmits at least a portion of the input information to the first encoder 1514 so that the first encoder 1514 sets a bitrate of a specific value, a bitrate of a specific type, and a specific codec. may cause the first image 1325 to be first encoded.

일 실시예에서, AI 설정부(1518)는 압축률(예를 들어, 타겟 비트레이트), 압축 품질(예를 들어, 비트레이트 타입), 압축 히스토리 정보 및 원본 영상(1315)의 타입 중 적어도 하나에 기초하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수 있다.In one embodiment, the AI setting unit 1518 is at least one of the compression rate (eg, target bitrate), compression quality (eg, bitrate type), compression history information, and the type of the original image 1315 . Based on the one-to-one pre-processing target can be determined.

일 예에서, AI 설정부(1518)는 미리 설정되거나, 사용자로부터 입력받은 압축률 또는 압축 품질 등에 기반하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수 있다. In one example, the AI setting unit 1518 may determine a one-to-one preprocessing target based on a preset or a compression rate or compression quality input from a user.

다른 예로, AI 설정부(1518)는 AI 부호화 장치(1500)에 저장된 압축 히스토리 정보를 이용하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수도 있다. 예를 들어, AI 부호화 장치(1500)가 이용할 수 있는 압축 히스토리 정보에 따르면, 사용자가 선호하는 부호화 품질 또는 압축률 등이 결정될 수 있으며, 압축 히스토리 정보에 기초하여 결정된 부호화 품질 등에 따라 1대1 전처리 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들면, 압축 히스토리 정보에 따라 가장 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질에 따라 제 1 영상(1325)의 해상도, 화질 등이 결정될 수 있다. As another example, the AI setting unit 1518 may determine a one-to-one preprocessing target using compression history information stored in the AI encoding apparatus 1500 . For example, according to the compression history information available to the AI encoding apparatus 1500, the encoding quality or compression ratio preferred by the user may be determined, and the one-to-one preprocessing target may be determined based on the encoding quality determined based on the compression history information. This can be determined. For example, the resolution and quality of the first image 1325 may be determined according to the encoding quality that has been most frequently used according to the compression history information.

또 다른 예로, AI 설정부(1518)는 압축 히스토리 정보에 따라 소정의 임계 값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질(예를 들면, 소정의 임계값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질들의 평균 품질)에 기초하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수도 있다. As another example, the AI setting unit 1518 sets the encoding quality that has been used more than a predetermined threshold value (eg, the average quality of encoding qualities that have been used more than a predetermined threshold value) according to the compression history information. Based on the one-to-one pre-processing target may be determined.

또 다른 예로, AI 설정부(1518)는 원본 영상(1315)의 해상도, 타입(예를 들어, 파일의 형식)등에 기초하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수도 있다.As another example, the AI setting unit 1518 may determine a one-to-one preprocessing target based on the resolution and type (eg, file format) of the original image 1315 .

일 실시예에서, 원본 영상(1215)이 복수의 프레임으로 구성된 경우, AI 1대1 설정부(1518)는 소정 개수의 프레임 별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득하고, 독립적으로 획득한 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(1512)에 제공할 수도 있다.In one embodiment, when the original image 1215 is composed of a plurality of frames, the AI one-to-one setting unit 1518 independently obtains DNN setting information for each predetermined number of frames, and uses the independently acquired DNN setting information. It may be provided to the AI one-to-one preprocessor 1512 .

일 예시에서, AI 설정부(1518)는 원본 영상(1315)을 구성하는 프레임들을 소정 개수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수 있다. 각 그룹에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다. 그룹들에 포함된 프레임들의 개수는 그룹별로 동일하거나 상이할 수 있다.In one example, the AI setting unit 1518 may classify frames constituting the original image 1315 into a predetermined number of groups, and independently obtain DNN setting information for each group. The same or different DNN configuration information may be obtained for each group. The number of frames included in the groups may be the same or different for each group.

다른 예시에서, AI 설정부(1518)는 원본 영상(1315)을 구성하는 프레임별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 결정할 수 있다. 각각의 프레임에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다.In another example, the AI setting unit 1518 may independently determine DNN setting information for each frame constituting the original image 1315 . The same or different DNN configuration information may be obtained for each frame.

이하에서는, AI 1대1 전처리의 기반이 되는 제 3 DNN(1610)의 예시적인 구조에 대해 설명한다.Hereinafter, an exemplary structure of the third DNN 1610, which is the basis for AI one-to-one preprocessing, will be described.

도 14는 원본 영상(1315)의 AI 1대1 전처리를 위한 제 3 DNN(1610)을 나타내는 예시적인 도면이다.14 is an exemplary diagram illustrating a third DNN 1610 for AI one-to-one preprocessing of an original image 1315 .

도 14에 도시된 바와 같이, 원본 영상(1315)은 제 1 컨볼루션 레이어(1410)로 입력된다. 제 1 컨볼루션 레이어(1410)는 3 x 3의 크기의 16개의 필터 커널을 이용하여 원본 영상(1315)에 대해 컨볼루션 처리를 한다. 컨볼루션 처리 결과 생성된 16개의 특징 맵은 제 1 활성화 레이어(1430)로 입력된다. 제 1 활성화 레이어(1420)는 16개의 특징 맵에 대해 비선형(Non-linear) 특성을 부여할 수 있다.14 , the original image 1315 is input to the first convolutional layer 1410 . The first convolutional layer 1410 performs convolution processing on the original image 1315 using 16 filter kernels having a size of 3×3. The 16 feature maps generated as a result of the convolution process are input to the first activation layer 1430 . The first activation layer 1420 may provide non-linear characteristics to 16 feature maps.

제 1 활성화 레이어(1420)는 제 1 컨볼루션 레이어(1410)로부터 출력되는 특징 맵들의 샘플 값들을 제 2 컨볼루션 레이어(1430)로 전달할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 특징 맵들의 샘플 값들 중 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(1420)에 의해 활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(1430)로 전달되고, 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(1420)에 의해 비활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(1430)로 전달되지 않는다. 제 1 컨볼루션 레이어(1410)로부터 출력되는 특징 맵들이 나타내는 정보가 제 1 활성화 레이어(1420)에 의해 강조된다.The first activation layer 1420 determines whether to transfer sample values of the feature maps output from the first convolution layer 1410 to the second convolution layer 1430 . For example, some sample values among the sample values of the feature maps are activated by the first activation layer 1420 and transferred to the second convolution layer 1430 , and some sample values are activated by the first activation layer 1420 . It is deactivated and is not transferred to the second convolutional layer 1430 . Information indicated by the feature maps output from the first convolutional layer 1410 is emphasized by the first activation layer 1420 .

제 1 활성화 레이어(1420)의 출력(1425)이 제 2 컨볼루션 레이어(1430)로 입력된다. 제 2 컨볼루션 레이어(1430)는 3 x 3의 크기의 16개의 필터 커널을 이용하여 입력 데이터에 대해 컨볼루션 처리를 한다. 컨볼루션 처리 결과 출력된 16개의 특징 맵은 제 2 활성화 레이어(1440)로 입력되고, 제 2 활성화 레이어(1440)는 16개의 특징 맵에 대해 비선형 특성을 부여할 수 있다. An output 1425 of the first activation layer 1420 is input to the second convolutional layer 1430 . The second convolution layer 1430 performs convolution processing on input data using 16 filter kernels having a size of 3×3. The 16 feature maps output as a result of the convolution process are input to the second activation layer 1440 , and the second activation layer 1440 may provide non-linear characteristics to the 16 feature maps.

제 2 활성화 레이어(1440)의 출력(1445)은 제 3 컨볼루션 레이어(1450)로 입력된다. 제 3 컨볼루션 레이어(1450)는 3 x 3의 크기의 1개의 필터 커널을 이용하여 입력된 데이터에 대해 컨볼루션 처리를 한다. 컨볼루션 처리 결과 제 3 컨볼루션 레이어(1450)로부터 1개의 영상이 출력될 수 있다. 제 3 컨볼루션 레이어(1450)는 최종 영상을 출력하기 위한 레이어로서 1개의 필터 커널을 이용하여 1개의 출력을 획득한다. 최종적으로, 제 3 컨볼루션 레이어(1450)으로부터 출력된 영상과 입력 영상인 원본 영상(1315)가 더해져 제 3 DNN의 최종 출력 영상(1325)을 획득한다. 본 개시의 예시에 따르면, 제 3 컨볼루션 레이어(1450)의 컨벌루션 연산 결과에 원본 영상(1315)가 더해져 원본 영상(1315)와 해상도가 동일하고, 원본 영상(1315)의 디테일한 특징이 보존된 제 1 영상(1325)을 출력할 수 있다.The output 1445 of the second activation layer 1440 is input to the third convolution layer 1450 . The third convolution layer 1450 performs convolution processing on input data using one filter kernel having a size of 3×3. As a result of the convolution process, one image may be output from the third convolutional layer 1450 . The third convolutional layer 1450 is a layer for outputting a final image and obtains one output by using one filter kernel. Finally, the image output from the third convolution layer 1450 and the original image 1315 that is the input image are added to obtain the final output image 1325 of the third DNN. According to the example of the present disclosure, the original image 1315 is added to the convolution operation result of the third convolutional layer 1450 to have the same resolution as the original image 1315 , and detailed features of the original image 1315 are preserved. A first image 1325 may be output.

제 3 DNN(1610)의 제 1 컨볼루션 레이어(1410), 제 2 컨볼루션 레이어(1430) 및 제 3 컨볼루션 레이어(1450)의 필터 커널의 개수, 필터 커널의 파라미터 등을 나타내는 DNN 설정 정보는 복수 개일 수 있는데, 복수의 DNN 설정 정보는 제 2 DNN의 복수의 DNN 설정 정보와 연계되어야 한다. 제 3 DNN의 복수의 DNN 설정 정보와 제 2 DNN의 복수의 DNN 설정 정보 사이의 연계는, 먼저 제 1 DNN 및 제 2 DNN의 연계 학습 후에 획득된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 이용하여 제 3 DNN과 제 2 DNN의 연계 학습을 통해 구현될 수 있다. DNN setting information indicating the number of filter kernels of the first convolutional layer 1410, the second convolutional layer 1430, and the third convolutional layer 1450 of the third DNN 1610, the parameters of the filter kernel, etc. There may be a plurality, and the plurality of DNN configuration information should be associated with the plurality of DNN configuration information of the second DNN. The association between the plurality of DNN setting information of the third DNN and the plurality of DNN setting information of the second DNN is performed using the DNN setting information of the second DNN obtained after the association learning of the first DNN and the second DNN. It can be implemented through joint learning of the DNN and the second DNN.

도 14는 제 3 DNN(1610)이 세 개의 컨볼루션 레이어(1410, 1430, 1450)와 두 개의 활성화 레이어(1420, 1440)를 포함하고 있는 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 구현예에 따라서, 컨볼루션 레이어 및 활성화 레이어의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 구현예에 따라서, 제 3 DNN(1610)은 RNN(recurrent neural network)을 통해 구현될 수도 있다. 이 경우는 본 개시의 예시에 따른 제 3 DNN(1610)의 CNN 구조를 RNN 구조로 변경하는 것을 의미한다.14 shows that the third DNN 1610 includes three convolutional layers 1410 , 1430 , 1450 and two activation layers 1420 , 1440 , but this is only an example, and the implementation Accordingly, the number of convolutional layers and activation layers may be variously changed. Also, according to an embodiment, the third DNN 1610 may be implemented through a recurrent neural network (RNN). In this case, it means changing the CNN structure of the third DNN 1610 according to the example of the present disclosure to the RNN structure.

일 실시예에서, AI 1대1 전처리부(1512)는 컨볼루션 연산 및 활성화 레이어의 연산을 위한 적어도 하나의 ALU를 포함할 수 있다. ALU는 프로세서로 구현될 수 있다. 컨볼루션 연산을 위해, ALU는 원본 영상(1315) 또는 이전 레이어에서 출력된 특징 맵의 샘플 값들과 필터 커널의 샘플 값들 사이의 곱 연산을 수행하는 곱셈기 및 곱셈의 결과 값들을 더하는 가산기를 포함할 수 있다. 또한, 활성화 레이어의 연산을 위해, ALU는 미리 결정된 시그모이드 함수, Tanh 함수 또는 ReLU 함수 등에서 이용되는 가중치를 입력된 샘플 값에 곱하는 곱셈기, 및 곱한 결과와 소정 값을 비교하여 입력된 샘플 값을 다음 레이어로 전달할지를 판단하는 비교기를 포함할 수 있다.In an embodiment, the AI 1-to-1 preprocessor 1512 may include at least one ALU for a convolution operation and an activation layer operation. The ALU may be implemented as a processor. For the convolution operation, the ALU may include a multiplier that performs a multiplication operation between the sample values of the feature map output from the original image 1315 or the previous layer and the sample values of the filter kernel, and an adder that adds the result values of the multiplication. have. In addition, for the calculation of the activation layer, the ALU is a multiplier that multiplies an input sample value by a weight used in a predetermined sigmoid function, a Tanh function, or a ReLU function, and compares the multiplication result with a predetermined value to calculate the input sample value It may include a comparator that determines whether to transfer to the next layer.

다시 도 15를 참조하면, AI 설정부(1518)는 AI 데이터를 데이터 처리부(1516)로 전달한다. AI 데이터는, AI 업스케일부(236)가 제 1 DNN의 다운스케일 타겟 또는 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. AI 1대1 전처리부(1512)로부터 1대1 전처리된 제 1 영상(1325) 또는 AI 다운스케일부(1513)로부터 다운스케일된 제 1 영상(1345)을 전달받은 제 1 부호화부(1514)는 주파수 변환 기반의 영상 압축 방법에 따라 제 1 영상(1325, 1345)을 제 1 부호화하여 제 1 영상(1325, 1345)이 가지는 정보량을 감축시킬 수 있다. 소정의 코덱(예를 들어, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1)을 통한 제 1 부호화 결과, 영상 데이터가 획득된다. 영상 데이터는 소정의 코덱의 규칙, 즉 신택스에 따라 획득된다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(1325, 1345)과 제 1 영상(1325, 1345)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터, 제 1 영상(1325, 1345)을 제 1 부호화하는데 이용된 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 제 1 영상(1325, 1345)을 제 1 부호화하는데 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다. 제 1 부호화부(1514)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터는 데이터 처리부(1516)로 제공된다. Referring back to FIG. 15 , the AI setting unit 1518 transmits AI data to the data processing unit 1516 . AI data allows the AI upscale unit 236 to AI upscale the second image 1355 to an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN or the one-to-one preprocessing target of the third DNN. include information. The first encoder 1514 receiving the one-to-one pre-processed first image 1325 from the AI 1:1 preprocessor 1512 or the downscaled first image 1345 from the AI downscaler 1513 is The amount of information included in the first images 1325 and 1345 may be reduced by first encoding the first images 1325 and 1345 according to a frequency transformation-based image compression method. As a result of the first encoding through a predetermined codec (eg, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, or AV1), image data is obtained. The image data is obtained according to a rule of a predetermined codec, that is, a syntax. For example, the image data may include residual data that is a difference between the first images 1325 and 1345 and the prediction data of the first images 1325 and 1345 , and prediction used to first encode the first images 1325 and 1345 . It may include mode information, motion information, and information related to a quantization parameter used for first encoding the first images 1325 and 1345, and the like. The image data obtained as a result of the first encoding by the first encoder 1514 is provided to the data processor 1516 .

데이터 처리부(1516)는 제 1 부호화부(1514)로부터 수신된 영상 데이터와 AI 설정부(1518)로부터 수신된 AI 데이터 및 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성한다. 일 실시예에서, 데이터 처리부(1516)는 영상 데이터와 AI 데이터를 각각 분리된 상태로 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, AI 데이터는 HDMI 스트림 내의 VSIF(Vendor Specific InfoFrame)에 포함될 수 있다.The data processing unit 1516 generates AI encoded data including the image data received from the first encoding unit 1514 and the AI data and image data received from the AI setting unit 1518 . In an embodiment, the data processing unit 1516 may generate AI-encoded data including image data and AI data in a separate state. As an example, AI data may be included in a Vendor Specific InfoFrame (VSIF) in the HDMI stream.

다른 실시예에서, 데이터 처리부(1516)는 제 1 부호화부(1514)에 의한 제 1 부호화 결과로 획득되는 영상 데이터 내에 AI 데이터를 포함시키고, 해당 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 데이터 처리부(1516)는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림과 AI 데이터에 해당하는 비트스트림을 결합하여 하나의 비트스트림 형태의 영상 데이터를 생성할 수도 있다. 이를 위해, 데이터 처리부(716)는 AI 데이터를 0 또는 1의 값을 갖는 비트들, 즉 비트스트림으로 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 처리부(1516)는 제 1 부호화 결과로 획득되는 비트스트림의 부가 정보 영역인 SEI(Supplemental enhancement information)에 AI 데이터에 해당하는 비트스트림을 포함시킬 수 있다. In another embodiment, the data processing unit 1516 may include AI data in image data obtained as a result of the first encoding by the first encoder 1514 and generate AI encoded data including the corresponding image data. . For example, the data processing unit 1516 may generate image data in the form of one bitstream by combining a bitstream corresponding to image data and a bitstream corresponding to AI data. To this end, the data processing unit 716 may express AI data as bits having a value of 0 or 1, that is, a bitstream. In an embodiment, the data processing unit 1516 may include a bitstream corresponding to AI data in supplemental enhancement information (SEI), which is an additional information area of a bitstream obtained as a result of the first encoding.

AI 부호화 데이터는 전송부(1530)로 전송된다. 전송부(1530)는 네트워크를 통해 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 전송한다.AI-encoded data is transmitted to the transmitter 1530 . The transmitter 1530 transmits the AI-encoded data obtained as a result of the AI-encoding through a network.

일 실시예에서, AI 부호화 데이터는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium) 등을 포함하는 데이터 저장 매체에 저장될 수도 있다.In one embodiment, the AI encoded data is a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk. medium) may be stored in a data storage medium including

이하에서는, 도 16을 참조하여, 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)을 연계 훈련시킨 후, 제 3 DNN(1610)을 제 2 DNN(300)과 연계 훈련시키는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 16 , a method of jointly training the first DNN 800 and the second DNN 300 and then jointly training the third DNN 1610 with the second DNN 300 will be described. .

도 16은 제 3 DNN(1610)을 제 2 DNN(300)과 연계 훈련시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining a method of training the third DNN 1610 in association with the second DNN 300 .

일 실시예에서 AI 부호화 과정을 통해 AI 부호화된 원본 영상(1305)이 AI 복호화 과정을 통해 제 3 영상(1365)으로 복원되거나 업스케일되는데, AI 복호화 결과 획득된 제 3 영상(1365)과 원본 영상(1305)과의 유사성을 유지하기 위해서는 AI 부호화 과정 및 AI 복호화 과정에 연관성이 필요하다. 즉, AI 부호화 과정에서 손실된 정보를 AI 복호화 과정에서 복원할 수 있어야 하는데, 이를 위해 제 1 DNN(700)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련 및 제 3 DNN(1510)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련이 요구된다.In an embodiment, the AI-encoded original image 1305 through the AI encoding process is restored or upscaled to the third image 1365 through the AI decoding process. The third image 1365 and the original image obtained as a result of the AI decoding In order to maintain the similarity to (1305), correlation is required between the AI encoding process and the AI decoding process. That is, information lost in the AI encoding process should be able to be restored in the AI decoding process. 300) is required.

도 16은 전술된 도 11의 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련 후에 진행되는 제 3 DNN(1610)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련(1600) 방법을 설명하기 위한 도면으로, 제 3 DNN(1610)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련(1600)외의 제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련은 도 11에서 전술된 것과 동일하므로, 여기서는 생략한다.16 is a diagram for explaining a method of joint training 1600 of the third DNN 1610 and the second DNN 300 that is performed after the joint training of the first DNN 800 and the second DNN 300 of FIG. 11 described above. As a diagram for this purpose, the cooperative training of the first DNN 800 and the second DNN 300 other than the cooperative training 1600 of the third DNN 1610 and the second DNN 300 is the same as described above in FIG. 11 , omitted here.

정확한 AI 복호화를 위해서는 궁극적으로 도 16에 도시된 원본 훈련 영상(1101)과 제4 훈련 영상(1602) 사이의 비교 결과에 대응하는 저해상도 손실 정보(1620)를 감소시킬 필요가 있다. 제 3 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련은 먼저 수행된 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련에서 획득된 제 2 DNN의 파라미터들을 그대로 이용하여 진행되므로, 저해상도 손실 정보(1620)는 제 3 DNN(1610)의 훈련에 이용된다.For accurate AI decoding, it is ultimately necessary to reduce the low-resolution loss information 1620 corresponding to the comparison result between the original training image 1101 and the fourth training image 1602 shown in FIG. 16 . Since the joint training of the third DNN and the second DNN is performed using the parameters of the second DNN obtained from the first and second DNN joint training performed first, the low-resolution loss information 1620 is the third DNN ( 1610).

먼저, 도 16에 도시된 훈련 과정에 대해 설명한다.First, the training process shown in FIG. 16 will be described.

도 16에서 원본 훈련 영상은 해상도가 작은 영상의 디테일한 특징을 보존하기 위한 AI 1대1 전처리 후 AI 업스케일된 영상의 비교대상이 되는 영상이고, 축소 훈련 영상(1601)은 AI 1대1 전처리의 대상이 되는 해상도가 작은 영상에 대응되는 영상이고, 제 4 훈련 영상(1602)은 축소 훈련 영상 (1601)이 AI 1대1 전처리된 후 AI 업스케일된 영상이다.In FIG. 16 , the original training image is an image to be compared with an AI upscaled image after AI one-to-one pre-processing to preserve the detailed features of a low-resolution image, and the reduced training image 1601 is an AI one-to-one pre-processing It is an image corresponding to an image having a small resolution as a target of , and the fourth training image 1602 is an AI upscaled image after the reduced training image 1601 is pre-processed by AI one-to-one.

원본 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상을 포함한다. 일 실시예에서, 원본 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상으로부터 추출된 휘도 영상을 포함할 수도 있다. 또한, 일 실시예에서, 원본 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상에서 추출된 패치 영상을 포함할 수도 있다. 원본 훈련 영상(1101)이 복수의 프레임으로 이루어진 경우, 축소 훈련 영상(1601) 및 제 4 훈련 영상(1602) 역시 복수의 프레임으로 구성된다. 축소 훈련 영상(1601)의 복수의 프레임이 순차적으로 제 3 DNN(1610)에 입력되면, 제 3 DNN(1610) 및 제 2 DNN(300)을 통해 제 4 훈련 영상(1602)의 복수의 프레임이 순차적으로 획득될 수 있다.The original training image 1101 includes a still image or a moving image composed of a plurality of frames. In an embodiment, the original training image 1101 may include a still image or a luminance image extracted from a moving picture including a plurality of frames. Also, according to an embodiment, the original training image 1101 may include a still image or a patch image extracted from a moving image including a plurality of frames. When the original training image 1101 includes a plurality of frames, the reduced training image 1601 and the fourth training image 1602 also include a plurality of frames. When a plurality of frames of the reduced training image 1601 are sequentially input to the third DNN 1610 , the plurality of frames of the fourth training image 1602 are transmitted through the third DNN 1610 and the second DNN 300 . can be obtained sequentially.

제 3 DNN(1610) 및 제 2 DNN(300)의 연계 훈련을 위해, 축소 훈련 영상(1601)이 제 3 DNN(1610)으로 입력된다. 제 3 DNN(1610)으로 입력된 축소 훈련 영상(1601)은 AI 1대1 전처리된 후 제 2 DNN(300)에 입력되어 AI 업스케일 결과 제 4 훈련 영상(1602)이 출력된다.For joint training of the third DNN 1610 and the second DNN 300 , a reduced training image 1601 is input to the third DNN 1610 . The reduced training image 1601 input to the third DNN 1610 is pre-processed by AI one-to-one, and then input to the second DNN 300 to output a fourth training image 1602 as a result of AI upscaling.

도 16을 참조하면, 제 2 DNN(300)으로 AI 1대1 전처리 결과가 입력되고 있는데, 구현예에 따라, AI 1대1 전처리 결과의 제 1 부호화 및 제 1 복호화 과정을 거쳐 획득된 결과가 제 2 DNN(300)으로 입력될 수도 있다. AI 1대1 전처리 결과의 제 1 부호화 및 제 1 복호화 과정을 거쳐 획득된 결과를 제 2 DNN으로 입력시키기 위해 MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 중 어느 하나의 코덱이 이용될 수 있다. 구체적으로, 제 1 부호화 및 제 1 복호화에, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 중 어느 하나의 코덱이 이용될 수 있다. Referring to FIG. 16 , the AI one-to-one pre-processing result is being input to the second DNN 300. According to an embodiment, the result obtained through the first encoding and first decoding of the AI one-to-one pre-processing result is It may be input to the second DNN 300 . MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 and Any one of AV1 codecs may be used. Specifically, for the first encoding and the first decoding, any one of MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, and AV1 may be used.

도 16을 참조하면, 축소 훈련 영상(1601)은 원본 훈련 영상(1101)으로부터 레거시 다운스케일되어 획득된다. 여기서, 레거시 다운스케일은 바이리니어(bilinear) 스케일, 바이큐빅(bicubic) 스케일, 란조스(lanczos) 스케일 및 스테어 스탭(stair step) 스케일 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 16 , a reduced training image 1601 is acquired by legacy downscaling from an original training image 1101 . Here, the legacy downscale may include at least one of a bilinear scale, a bicubic scale, a lanczos scale, and a stair step scale.

해상도가 작은 원본 영상의 구조적 특징을 유지하면서 업스케일할 수 있도록 하기 위해, 원본 훈련 영상의 구조적 특징을 유지하면서, 해상도가 작은 축소 훈련 영상을 이용하여 훈련시키는 것이다.In order to enable upscaling while maintaining the structural features of the low-resolution original image, training is performed using the reduced-resolution training image while maintaining the structural features of the original training image.

훈련의 진행 전 제 3 DNN(1610)은 미리 결정된 DNN 설정 정보로 세팅될 수 있고, 제 2 DNN은 앞서 진행된 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련의 결과로 획득된 DNN 설정 정보로 세팅될 수 있다. 훈련이 진행됨에 따라 저해상도 손실 정보(1620)가 결정될 수 있다.Before the training proceeds, the third DNN 1610 may be set with predetermined DNN configuration information, and the second DNN may be set with DNN configuration information obtained as a result of the joint training of the first DNN and the second DNN previously performed. have. As training progresses, low-resolution loss information 1620 may be determined.

저해상도 손실 정보(1620)는 원본 훈련 영상(1101)과 제 4 훈련 영상(1602)의 비교 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예에서, 해상도가 작은 축소 훈련 영상(1601)의 디테일한 특징을 보존한 1대1 전처리 결과를 업스케일한 제 4 훈련 영상과 축소 훈련 영상과 구조적 특징이 동일한 원본 훈련 영상의 차이에 해당할 수 있다.The low-resolution loss information 1620 may be determined based on a comparison result between the original training image 1101 and the fourth training image 1602 . In one example, the fourth training image obtained by upscaling the one-to-one preprocessing result that preserves the detailed features of the reduced training image 1601 with a small resolution and the reduced training image and the structural features correspond to the difference between the original training image can

저해상도 손실 정보(1620)는 원본 훈련 영상(1101)과 제 4 훈련 영상(1602)의 차이에 대한 L1-norm 값, L2-norm 값, SSIM(Structural Similarity) 값, PSNR-HVS(Peak Signal-To-Noise Ratio-Human Vision System) 값, MS-SSIM(Multiscale SSIM) 값, VIF(Variance Inflation Factor) 값 및 VMAF(Video Multimethod Assessment Fusion) 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 저해상도 손실 정보(1620)는 제 4 훈련 영상(1602)이 원본 훈련 영상(1101)과 어느 정도로 유사한지를 나타낸다. 저해상도 손실 정보(1620)가 작을수록 제 4 훈련 영상(1602)이 원본 훈련 영상(1101)에 더 유사해진다.The low-resolution loss information 1620 includes an L1-norm value, an L2-norm value, a Structural Similarity (SSIM) value, and a Peak Signal-To (PSNR-HVS) value for the difference between the original training image 1101 and the fourth training image 1602 . It may include at least one of a Noise Ratio-Human Vision System) value, a Multiscale SSIM (MS-SSIM) value, a Variance Inflation Factor (VIF) value, and a Video Multimethod Assessment Fusion (VMAF) value. The low-resolution loss information 1620 indicates how similar the fourth training image 1602 is to the original training image 1101 . As the low-resolution loss information 1620 is smaller, the fourth training image 1602 is more similar to the original training image 1101 .

도 16을 참조하면, 저해상도 손실 정보(1620)가 제 3 DNN(1610)의 훈련에 이용된다. Referring to FIG. 16 , low-resolution loss information 1620 is used for training of the third DNN 1610 .

제 3 DNN(1610)은 저해상도 손실 정보(1620)에 기초하여 결정된 최종 손실 정보가 감소 또는 최소화되도록 파라미터를 갱신할 수 있다. 제 2 DNN(300)은 먼저 수행된 제 1 DNN 및 제 2 DNN의 연계 훈련에서 결정된 파라미터가 그대로 이용된다.The third DNN 1610 may update a parameter such that the final loss information determined based on the low-resolution loss information 1620 is reduced or minimized. In the second DNN 300 , parameters determined in the joint training of the first DNN and the second DNN previously performed are used as they are.

제 3 DNN의 훈련을 위한 최종 손실 정보는 아래의 수학식 2와 같이 결정될 수 있다.Final loss information for training of the third DNN may be determined as in Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

LossLU = e*저해상도 손실 정보LossLU = e*low resolution loss information

상기 수학식 2에서, LossLU는 제 3 DNN(1610)의 훈련을 위해 감소 또는 최소화되어야 할 최종 손실 정보를 나타낸다. 또한, e는 미리 결정된 소정의 가중치에 해당할 수 있다.In Equation 2, LossLU represents final loss information to be reduced or minimized for training of the third DNN 1610 . Also, e may correspond to a predetermined weight.

제 3 DNN(1610)은 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련 후, 제 2 DNN의 파라미터를 그대로 이용하면서, 수학식 2의 LossLU가 감소되는 방향으로 파라미터들을 갱신하게 된다.After the joint training of the first DNN and the second DNN, the third DNN 1610 updates the parameters in a direction in which the LossLU of Equation 2 is decreased while using the parameters of the second DNN as it is.

제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련 후에 제 3 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련이 수행되므로, 전체적으로, 도 11 및 도 16을 참고하면, 훈련 과정에서 도출된 LossLU에 따라 제 3 DNN(1610)의 파라미터들이 갱신되면, 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련에 따라 갱신된 제 2 DNN의 파라미터들과 제 3 DNN의 파라미터들에 기초하여 획득되는 제 4 훈련 영상(1602)이 이전 훈련 과정에서의 제 4 훈련 영상(1602)과 달라지게 되고, 제 4 훈련 영상(1602)이 이전 훈련 과정에서의 제 4 훈련 영상(1602)과 달라지게 되면, 저해상도 손실 정보(1620) 역시 새롭게 결정되며, 그에 따라 제 3 DNN(1610)은 파라미터들을 갱신한다. 제 3 DNN은 제 2 DNN과의 연계 훈련 이전에 진행되는 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련 결과에 따라 갱신된 파라미터를 그대로 이용하여 저해상도 손실 정보가 최소화되도록 제 3 DNN의 파라미터들을 최적화할 수 있다.Since the joint training of the third DNN and the second DNN is performed after the joint training of the first DNN and the second DNN, as a whole, referring to FIGS. 11 and 16 , the third DNN 1610 according to the LossLU derived from the training process. When the parameters of are updated, the fourth training image 1602 obtained based on the parameters of the second DNN updated according to the joint training of the first DNN and the second DNN and the parameters of the third DNN is displayed in the previous training process. is different from the fourth training image 1602, and when the fourth training image 1602 is different from the fourth training image 1602 in the previous training process, the low resolution loss information 1620 is also newly determined, Accordingly, the third DNN 1610 updates the parameters. The third DNN can optimize the parameters of the third DNN so that the low-resolution loss information is minimized by using the parameters updated according to the results of the joint training of the first DNN and the second DNN performed before the joint training with the second DNN. have.

앞서, AI 복호화 장치(200)의 AI 설정부(238) 및 AI 부호화 장치(1500)의 AI 설정부(1518)는 복수의 DNN 설정 정보를 저장하는 것으로 설명하였는데, AI 설정부(238) 및 AI 설정부(1518)에 저장되는 제1 DNN 및 제 2 DNN에 대한 복수의 DNN 설정 정보 각각을 훈련시키는 방법은 도 11에서 전술한 바, AI 설정부(1518)에 저장되는 복수의 DNN 설정 정보를 훈련시키는 방법을 설명한다.Previously, it has been described that the AI setting unit 238 of the AI decoding apparatus 200 and the AI setting unit 1518 of the AI encoding apparatus 1500 store a plurality of DNN setting information, the AI setting unit 238 and the AI The method of training each of the plurality of DNN configuration information for the first DNN and the second DNN stored in the setting unit 1518 is as described above with reference to FIG. 11 , the plurality of DNN setting information stored in the AI setting unit 1518 is Explain how to train.

수학식 2와 관련하여 설명한 바와 같이, 제 3 DNN(1601)의 경우, 원본 훈련 영상(1101)의 구조적 정보와 제 4 훈련 영상(1602)의 구조적 정보 사이의 유사 정도(저해상도 손실 정보(1620)를 고려하여 파라미터를 갱신하게 된다. As described in relation to Equation 2, in the case of the third DNN 1601, the degree of similarity between the structural information of the original training image 1101 and the structural information of the fourth training image 1602 (low-resolution loss information 1620) The parameters are updated taking into account.

자세히 설명하면, 축소 훈련 영상과 구조적 특징이 유사한 원본 훈련 영상과 제 4 훈련 영상이 유사하도록 제 3 DNN의 파라미터가 갱신될 수 있다. 이에 따라, 해상도가 작은 축소 훈련 영상의 구조적 특징이 잘 보존된 업스케일 영상이 생성될 수 있다.In more detail, the parameters of the third DNN may be updated so that the original training image and the fourth training image having similar structural features to the reduced training image are similar. Accordingly, an upscale image in which the structural features of the reduced training image having a small resolution are well preserved may be generated.

도 17은 훈련 장치(1200)에 의한 제 3 DNN(1610) 및 제 2 DNN(300)의 훈련 과정을 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining a training process of the third DNN 1610 and the second DNN 300 by the training apparatus 1200 .

도 16와 관련하여 설명한 제 3 DNN(1610) 및 제 2 DNN(300)의 훈련은 훈련 장치(1000)에 의해 수행될 수 있다. 훈련 장치(1200)는 제 1 DNN(800), 제 2 DNN(300), 및 제 3 DNN(1610)을 포함한다. 훈련 장치(1200)는 예를 들어, AI 부호화 장치(1500) 또는 별도의 서버일 수 있다. Training of the third DNN 1610 and the second DNN 300 described with reference to FIG. 16 may be performed by the training apparatus 1000 . The training apparatus 1200 includes a first DNN 800 , a second DNN 300 , and a third DNN 1610 . The training device 1200 may be, for example, the AI encoding device 1500 or a separate server.

도 17의 훈련 과정은 전술된 도 12의 훈련 과정이 먼저 수행된 후, 이어서 수행된다.The training process of FIG. 17 is performed after the above-described training process of FIG. 12 is performed first.

도 16을 참조하면, 훈련 장치(1200)는 제 3 DNN(1610)의 DNN 설정 정보를 초기 세팅하고(S1710), 도 10의 훈련 과정에서 획득된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 로딩한다(S1720). 이에 의해, 제 3 DNN(1610) 및 제 2 DNN(300)은 미리 결정된 DNN 설정 정보에 따라 동작할 수 있다. DNN 설정 정보는 제 3 DNN(1610) 및 2 DNN(300)에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 크기 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16 , the training apparatus 1200 initially sets DNN configuration information of the third DNN 1610 ( S1710 ), and loads the DNN configuration information of the second DNN obtained in the training process of FIG. 10 ( S1720 ). ). Accordingly, the third DNN 1610 and the second DNN 300 may operate according to predetermined DNN configuration information. The DNN setting information includes at least the number of convolution layers included in the third DNN 1610 and the second DNN 300 , the number of filter kernels for each convolutional layer, the size of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel. It can contain information about one.

훈련 장치(1200)는 축소 훈련 영상(1601)을 제 3 DNN(1610)으로 입력한다(S1730). 축소 훈련 영상(1101)은 정지 영상 또는 동영상을 구성하는 적어도 하나의 프레임을 포함할 수 있다.The training apparatus 1200 inputs the reduced training image 1601 to the third DNN 1610 (S1730). The reduced training image 1101 may include at least one frame constituting a still image or a moving image.

제 3 DNN(1610)은 초기 세팅된 DNN 설정 정보에 따라 축소 훈련 영상(1601)을 처리하고, 축소 훈련 영상(1601)으로부터 AI 1대1 전처리된 결과를 출력한다(S1740). 도 16은 제 3 DNN(1610)으로부터 출력된 결과가 제 2 DNN(300)으로 바로 입력되는 것으로 도시되어 있으나, 제 3 DNN(1610)으로부터 출력된 결과가 훈련 장치(1200)에 의해 제 2 DNN(300)으로 입력될 수 있다. 또한, 훈련 장치(1200)는 제 3 DNN(1610)으로부터 출력된 결과를 소정의 코덱으로 제 1 부호화 및 제 1 복호화한 제 2 영상를 제 2 DNN(300)으로 입력할 수 있다.The third DNN 1610 processes the reduced training image 1601 according to the initially set DNN setting information, and outputs a result of AI 1-to-1 pre-processing from the reduced training image 1601 ( S1740 ). FIG. 16 shows that the result output from the third DNN 1610 is directly input to the second DNN 300 , but the result output from the third DNN 1610 is outputted from the third DNN 1610 by the training device 1200 . (300) may be input. Also, the training apparatus 1200 may input a second image obtained by first encoding and first decoding a result output from the third DNN 1610 using a predetermined codec to the second DNN 300 .

제 2 DNN(300)은 제 3 DNN(1610)으로부터 출력된 결과를 로딩된 DNN 설정 정보에 따라 처리하고, 제 3 DNN(1610)으로부터 출력된 결과로부터 AI 업스케일된 제 4 훈련 영상(1620)을 출력한다(S1750).The second DNN 300 processes the result output from the third DNN 1610 according to the loaded DNN setting information, and an AI upscaled fourth training image 1620 from the result output from the third DNN 1610 . is output (S1750).

훈련 장치(1200)는 원본 훈련 영상(1101)과 제 4 훈련 영상(1620)을 비교하여 저해상도 손실 정보(1620)를 산출한다(S1760).The training apparatus 1200 calculates low-resolution loss information 1620 by comparing the original training image 1101 with the fourth training image 1620 ( S1760 ).

제 3 DNN(1610)은 저해상도 손실 정보에 기초한 역전사(back propagation) 과정을 통해 초기 세팅된 DNN 설정 정보를 갱신한다(S1770).The third DNN 1610 updates the initially set DNN configuration information through a back propagation process based on the low resolution loss information (S1770).

이후, 훈련 장치(1200), 제 3 DNN(1610) 및 제 2 DNN(300)은 저해상도 손실 정보가 최소화될 때까지 도 12의 S1240 내지 S1285 및 도 17의 S1710 내지 S1770의 과정을 반복하면서 DNN 설정 정보를 갱신한다. 이 때, 각 반복 과정 동안 제 3 DNN(1610) 및 제 2 DNN(300)은 이전 과정에서 갱신된 DNN 설정 정보에 따라 동작한다.Thereafter, the training device 1200, the third DNN 1610, and the second DNN 300 set the DNN while repeating the processes of S1240 to S1285 of FIG. 12 and S1710 to S1770 of FIG. 17 until the low-resolution loss information is minimized. Update the information. At this time, during each iteration process, the third DNN 1610 and the second DNN 300 operate according to the DNN configuration information updated in the previous process.

도 18은 일 실시예에 따른 AI 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.18 is a flowchart illustrating an AI decoding method according to an embodiment.

S1810 단계에서, AI 복호화 장치(200)는 영상 데이터 및 AI 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 수신한다. AI 복호화 장치(200)는 AI 부호화 장치(1500)로부터 네트워크를 통해 AI 부호화 데이터를 수신할 수 있다. AI 복호화 장치(200)는 데이터 저장 매체에 저장된 AI 부호화 데이터를 획득할 수도 있다.In operation S1810, the AI decoding apparatus 200 receives AI encoded data including image data and AI data. The AI decoding apparatus 200 may receive AI encoded data from the AI encoding apparatus 1500 through a network. The AI decoding apparatus 200 may acquire AI encoded data stored in a data storage medium.

S1820 단계에서, AI 복호화 장치(200)는 영상 데이터에 기초하여 제 2 영상(1355)을 획득한다. 구체적으로, AI 복호화 장치(200)는 주파수 변환을 이용한 영상 복원 방법을 기초로 영상 데이터를 복호화하여 제 1 영상(1325, 1345)에 대응하는 제 2 영상(1355)을 복원한다.In operation S1820 , the AI decoding apparatus 200 acquires a second image 1355 based on the image data. Specifically, the AI decoding apparatus 200 reconstructs the second image 1355 corresponding to the first images 1325 and 1345 by decoding the image data based on the image restoration method using frequency transformation.

S1830 단계에서, AI 복호화 장치(200)는 미리 저장된 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(1355)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 획득한다. 복수의 DNN 설정 정보 각각은 원본 영상(1335)의 AI 다운스케일에 이용되는 복수의 DNN 설정 정보 각각 및 원본 영상(1315)의 AI 1대1 전처리에 이용되는 복수의 DNN 설정 정보 각각과 연계되어 최적화된 것이므로, 원본 영상(1335)의 다운스케일 타겟에 부합하는 업스케일 타겟 또는 원본 영상(1315)의 1대1 전처리 타겟에 부합하는 업스케일 타겟에 따라 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일할 수 있는 DNN 설정 정보를 선택하여야 한다.In step S1830 , the AI decoding apparatus 200 acquires DNN setting information for AI upscaling of the second image 1355 from among a plurality of pre-stored DNN setting information. Each of the plurality of DNN setting information is optimized in connection with each of a plurality of DNN setting information used for AI downscaling of the original image 1335 and each of a plurality of DNN setting information used for AI one-to-one preprocessing of the original image 1315 Therefore, the second image 1355 can be AI upscaled according to an upscale target that matches the downscale target of the original image 1335 or an upscale target that matches the one-to-one preprocessing target of the original image 1315. You must select the DNN configuration information that is present.

S1840 단계에서, AI 복호화 장치(200)는 S1830 단계에서 획득된 DNN 설정 정보로 동작하는 제 2 DNN을 통해 제 2 영상(1355)으로부터 AI 업스케일된 제 3 영상(1365)을 생성한다. 제 3 영상(1365)은 AI 복호화 장치(200)로부터 출력되어 디스플레이 장치를 통해 디스플레이되거나, 후처리된 후 디스플레이될 수 있다.In operation S1840, the AI decoding apparatus 200 generates an AI-upscaled third image 1365 from the second image 1355 through the second DNN operating with the DNN setting information obtained in operation S1830. The third image 1365 may be output from the AI decoding apparatus 200 and displayed through the display apparatus, or may be displayed after being post-processed.

AI 복호화 장치(200)는 제 2 DNN에 DNN 설정 정보가 미리 세팅되어 있는 경우, S1830 단계에서 선택된 DNN 설정 정보가 미리 세팅된 DNN 설정 정보와 상이한 경우, 선택된 파라미트 세트로 제 2 DNN을 세팅한다.When the DNN configuration information is preset in the second DNN, the AI decoding apparatus 200 sets the second DNN to the selected parameter set when the DNN configuration information selected in step S1830 is different from the preset DNN configuration information. .

도 19는 일 실시예에 따른 AI 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.19 is a flowchart illustrating an AI encoding method according to an embodiment.

S1910 단계에서, AI 부호화 장치(1500)는 원본 영상(1305)의 해상도 크기를 판단한다.In step S1910 , the AI encoding apparatus 1500 determines the resolution size of the original image 1305 .

S1920 단계에서, AI 부호화 장치(1500)는 원본 영상(1305)의 해상도 크기가 미리정해진 값보다 크면, 제 1 DNN을 통해 원본 영상(1335)으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상(1345)을 획득한다.In step S1920, when the resolution size of the original image 1305 is greater than a predetermined value, the AI encoding apparatus 1500 obtains the AI downscaled first image 1345 from the original image 1335 through the first DNN. .

AI 부호화 장치(1500)는 일정 기준에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정하고, 미리 저장된 복수의 DNN 설정 정보 중 다운스케일 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 그리고, AI 부호화 장치(1500)는 획득된 DNN 설정 정보에 따라 동작하는 제 1 DNN을 통해 원본 영상(1335)을 AI 다운스케일할 수 있다.The AI encoding apparatus 1500 may determine a downscale target based on a predetermined criterion and obtain DNN setting information corresponding to the downscale target from among a plurality of pre-stored DNN setting information. In addition, the AI encoding apparatus 1500 may AI downscale the original image 1335 through the first DNN operating according to the obtained DNN setting information.

S1930 단계에서, AI 부호화 장치(1500)는 원본 영상(1305)의 해상도 크기가 미리정해진 값 이하이면, 제 3 DNN을 통해 원본 영상(1315)으로부터 AI 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)을 획득한다.In step S1930, when the resolution size of the original image 1305 is less than or equal to a predetermined value, the AI encoding apparatus 1500 performs AI 1-to-1 preprocessing of the first image 1325 from the original image 1315 through the third DNN. acquire

AI 부호화 장치(1500)는 일정 기준에 기초하여 1대1 전처리 타겟을 결정하고, 미리 저장된 복수의 DNN 설정 정보 중 1대1 전처리 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 그리고, AI 부호화 장치(1500)는 획득된 DNN 설정 정보에 따라 동작하는 제 3 DNN을 통해 원본 영상(1315)을 AI 1대1 전처리할 수 있다.The AI encoding apparatus 1500 may determine a one-to-one pre-processing target based on a predetermined criterion, and obtain DNN setting information corresponding to the one-to-one pre-processing target among a plurality of pre-stored DNN setting information. In addition, the AI encoding apparatus 1500 may pre-process the original image 1315 AI one-to-one through the third DNN operating according to the obtained DNN setting information.

S1940 단계에서, AI 부호화 장치(1500)는 다운스케일된 제 1 영상(1345) 또는 1대1 전처리된 제 1 영상(1325)을 제 1 부호화하여 영상 데이터를 생성한다. 구체적으로, AI 부호화 장치(1500)는 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법을 기초로 제 1 영상(1325, 1345)을 부호화하여 제 1 영상(1325, 1345)에 대응하는 영상 데이터를 생성한다.In operation S1940, the AI encoding apparatus 1500 first encodes the downscaled first image 1345 or the one-to-one preprocessed first image 1325 to generate image data. Specifically, the AI encoding apparatus 1500 generates image data corresponding to the first images 1325 and 1345 by encoding the first images 1325 and 1345 based on the image compression method using frequency transformation.

S1950 단계에서, AI 부호화 장치(1500)는 AI 1대1 전처리와 관련된 정보 또는 AI 다운스케일과 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터 및 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 전송한다. AI 데이터는 제 2 영상(1355)의 AI 업스케일을 위한 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 선택하기 위한 정보를 포함한다. 일 실시예에서, AI 부호화 데이터는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.In step S1950 , the AI encoding apparatus 1500 transmits AI encoded data including AI data and image data including information related to AI one-to-one preprocessing or AI downscaling. The AI data includes information for selecting DNN setting information of the second DNN for AI upscaling of the second image 1355 . In an embodiment, the AI-encoded data may be stored in a data storage medium.

전술한 바와 같이, 제 1 DNN 및 제 2 DNN이 연계 훈련된 후 획득된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 그대로 이용하여 제 3 DNN 및 제 2 DNN이 연계 훈련되므로, AI 부호화 장치(1400)가 특정의 다운스케일 타겟으로 해상도가 큰 원본 영상(1335)을 AI 다운스케일한 경우, AI 복호화 장치(200) 역시 해당 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일하여야 하고, AI 부호화 장치(1500)가 특정의 1대1 전처리 타겟으로 해상도가 작은 원본 영상(1315)을 AI 1대1 전처리한 경우, AI 복호화 장치 (200) 역시 해당 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일하여야 한다.As described above, since the third DNN and the second DNN are jointly trained using the DNN setting information of the second DNN obtained after the first DNN and the second DNN are jointly trained, the AI encoding device 1400 is specific When the original image 1335 with a large resolution is downscaled by AI as the downscale target of , when the AI encoding apparatus 1500 pre-processes the original image 1315 with a small resolution as a specific one-to-one pre-processing target, the AI decoding apparatus 200 also corresponds to the one-to-one pre-processing target. The second image 1355 should be AI upscaled as a scale target.

따라서, AI 데이터는, AI 복호화 장치(200)로 하여금 해상도가 큰 원본 영상(1335)의 다운스케일 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보 또는 해상도가 작은 원본 영상(1315)의 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(1355)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보를 포함한다. 구체적으로, AI 데이터는 업스케일 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하는데 이용되는 정보를 포함한다.Accordingly, the AI data is information or resolution that enables the AI decoding apparatus 200 to AI upscale the second image 1355 to an upscale target corresponding to the downscale target of the original image 1335 having high resolution. includes information enabling AI to upscale the second image 1355 to an upscale target corresponding to the one-to-one pre-processing target of the small original image 1315 . Specifically, the AI data includes information used to obtain DNN configuration information corresponding to the upscale target.

AI 데이터를 수신한 AI 복호화 장치(200)는, AI 부호화 장치(1500)가 어떠한 DNN 설정 정보로 해상도가 큰 원본 영상(1335)을 AI 다운스케일하였는지를 유추 또는 알 수 있으며, 이에 따라 AI 다운스케일에 이용된 DNN 설정 정보에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 이용하여 AI 업스케일할 수 있다. The AI decoding device 200 that has received the AI data can infer or know which DNN setting information the AI encoding device 1500 AI downscaled the original image 1335 with a high resolution, and accordingly, the AI downscale It is possible to acquire DNN configuration information corresponding to the used DNN configuration information, and use the obtained DNN configuration information to upscale AI.

또한, AI 데이터를 수신한 AI 복호화 장치(200)는, AI 부호화 장치(1500)가 어떠한 DNN 설정 정보로 해상도가 작은 원본 영상(1315)을 AI 1대1 전처리하였는지를 유추 또는 알 수 있으며, 이에 따라 AI 1대1 전처리에 이용된 DNN 설정 정보에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 이용하여 AI 업스케일할 수 있다.In addition, the AI decoding device 200 that has received the AI data can infer or know with what DNN setting information the AI encoding device 1500 pre-processed the original image 1315 with a small resolution one-to-one AI, and accordingly It is possible to acquire DNN configuration information corresponding to the DNN configuration information used for AI one-to-one preprocessing, and use the obtained DNN configuration information to upscale AI.

도 20은 일 실시예에 따른 AI(artificial intelligence) 부호화 과정 및 AI 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.20 is a diagram for explaining an artificial intelligence (AI) encoding process and an AI decoding process according to an embodiment.

도 20에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 원본 영상(2005)을 AI 1대1 전처리(2010)하여 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)을 획득한다. 그리고, 원본 영상(2005)의 구체적인 특징이 강조된 제 1 영상(2015)을 대상으로 하여 제 1 부호화(2020) 및 제 1 복호화(2030)를 수행하므로, 원본 영상의 업스케일 시에 복원하기 힘든 정보를 보상할 수 있다. 영상의 업스케일시에 영상의 복잡도가 높으면, 정보가 손실되어 화질 열화가 발생될 수 있다. 따라서, 1대1 전처리를 통해 원본 영상의 디테일한 특징을 보존하여 업스케일 시의 복원력(Memorization)을 증가시킬 필요가 있다.As shown in FIG. 20 , according to an exemplary embodiment of the present disclosure, the original image 2005 is pre-processed by AI one-to-one pre-processing (2010) to obtain the first image 2015, which has been pre-processed one-to-one. And, since the first encoding 2020 and the first decoding 2030 are performed on the first image 2015 in which the specific characteristics of the original image 2005 are emphasized, information that is difficult to restore when the original image is upscaled can be compensated for When the image is upscaled, if the complexity of the image is high, information may be lost and image quality may be deteriorated. Therefore, it is necessary to preserve the detailed features of the original image through one-to-one preprocessing to increase the memorization at the time of upscaling.

도 20을 참조하여 상세히 설명하면, 일 실시예는 AI 부호화 과정에서, 원본 영상(2005)을 AI 1대1 전처리(2010)하여 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)을 획득하고, 제 1 영상을 제 1 부호화(2020)한다. AI 복호화 과정에서는, AI 부호화 결과 획득된 AI 데이터와 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 수신하고, 제 1 복호화(2030)를 통해 제 2 영상(2035)을 획득하고, 제 2 영상(2035)을 AI 업스케일(2040)하여 제 3 영상(2045)을 획득한다.Referring to FIG. 20, in an embodiment, in the AI encoding process, AI 1-to-1 pre-processing (2010) the original image 2005 to obtain a 1-to-1 pre-processed first image 2015, and The image is first encoded (2020). In the AI decoding process, AI encoding data including AI data and image data obtained as a result of AI encoding is received, a second image 2035 is obtained through a first decoding 2030, and a second image 2035 is obtained. A third image 2045 is acquired by AI upscaling 2040 .

AI 부호화 과정을 좀 더 상세히 살펴보면, 원본 영상(2005)의 디테일한 특징이 보존된 제 1 영상(2015)을 획득하기 위해 원본 영상(2005)을 AI 1대1 전처리(2010) 한다. 이때, AI 1대1 전처리는 AI 기반으로 수행되는데, AI 1대1 전처리를 위한 AI는 AI 업스케일(2040)을 위한 AI와 연계되어 훈련되어야(joint trained) 한다. 왜냐하면, AI 1대1 전처리(2010)를 위한 AI와 AI 업스케일(2040)을 위한 AI가 분리되어 훈련되는 경우, AI 복호화를 통해 업스케일된 제 3 영상(2045)이 AI 부호화 대상인 원본 영상(2005)의 세부적인 특징을 포함하지 못할 수 있기 때문이다. 이 경우, AI 업스케일(2040)을 위한 AI의 파라미터는 전술된 도 1의 AI 다운스케일(110)을 위한 AI 또는 전술된 도 13의 AI 다운스케일(1320)을 위한 AI와 연계 훈련되어 획득된 파라미터가 그대로 이용된다. 즉, AI 1대1 전처리를 위한 AI(2010)와 AI 업스케일(2040)을 위한 AI의 연계 훈련 시에 AI 1대1 전처리를 위한 AI의 파라미터가 갱신될 때, AI 업스케일(2040)을 위한 AI의 파라미터는 갱신되지 않고 고정된다. 구체적으로, AI 업스케일(2040)을 위한 AI와 AI 다운스케일(110, 1320)을 위한 AI가 먼저 연계 훈련되고, 훈련 결과 획득된 AI 업스케일(2040)을 위한 AI의 파라미터를 그대로 이용하여 AI 1대1 전처리(2010)를 위한 AI와 AI 업스케일(2040)을 위한 AI가 연계 훈련되어, AI 1대1 전처리(2010)를 위한 AI의 파라미터가 획득된다. AI 업스케일(2040)을 위한 AI의 파라미터는 AI 다운스케일(110, 1320)을 위한 AI와 연계 훈련되어 획득된 파라미터를 그대로 이용함으로써, AI 업스케일(2040)을 위한 AI의 성능을 유지하면서, 업스케일시 영상의 세부적인 특징을 반영할 수 있는 AI 1대1 전처리(2010)를 위한 AI의 파라미터가 획득될 수 있다. 이에 따라, 원본 영상이 화질 열화 없이 업스케일될 수 있다. Looking at the AI encoding process in more detail, AI one-to-one pre-processing (2010) of the original image 2005 is performed to obtain the first image 2015 in which the detailed features of the original image 2005 are preserved. At this time, AI one-to-one pre-processing is performed based on AI, and the AI for AI one-to-one pre-processing must be jointly trained in connection with AI for AI upscaling (2040). Because, when AI for AI one-to-one preprocessing (2010) and AI for AI upscaling 2040 are trained separately, the third image 2045 upscaled through AI decoding is the original image ( 2005) may not be included. In this case, the parameters of the AI for the AI upscaling 2040 are trained in conjunction with the AI for the AI downscale 110 of FIG. 1 or the AI for the AI downscale 1320 of FIG. The parameters are used as-is. That is, when the parameters of AI for AI one-to-one preprocessing are updated during the joint training of AI for AI (2010) and AI upscaling (2040) for AI one-to-one preprocessing, AI upscaling (2040) The parameters of the AI are fixed and not updated. Specifically, AI for AI upscaling (2040) and AI for AI downscaling (110, 1320) are firstly trained in conjunction, and AI parameters for AI upscaling (2040) obtained as a result of training are used as it is. AI for one-to-one pre-processing (2010) and AI for AI upscaling (2040) are trained in conjunction, and parameters of AI for AI one-to-one pre-processing (2010) are obtained. The parameters of AI for the AI upscaling (2040) are trained in conjunction with the AI for the AI downscaling (110, 1320) and using the acquired parameters as they are, while maintaining the performance of the AI for the AI upscaling (2040), When upscaling, parameters of AI for AI one-to-one preprocessing 2010 that can reflect detailed characteristics of an image may be acquired. Accordingly, the original image may be upscaled without degradation of image quality.

본 개시의 실시예에서는, AI 부호화 과정과 AI 복호화 과정에서 이러한 연계 관계를 유지하기 위해, AI 데이터를 이용할 수 있다. 따라서, AI 부호화 과정을 통해 획득된 AI 데이터는 업스케일 타겟을 나타내는 정보를 포함하여야 하고, AI 복호화 과정에서는 AI 데이터에 기초하여 확인되는 업스케일 타겟에 따라 제 2 영상(2035)을 AI 업스케일(2040)하여야 한다.In an embodiment of the present disclosure, AI data may be used in order to maintain this linkage in the AI encoding process and the AI decoding process. Accordingly, the AI data obtained through the AI encoding process should include information indicating the upscale target, and in the AI decoding process, the second image 2035 is AI upscaled ( 2040) should be done.

AI 1대1 전처리(2010)를 위한 AI, AI 다운스케일(110, 1220)을 위한 AI 및 AI 업스케일(2040)을 위한 AI는 DNN(deep neural network)으로 구현될 수 있다. 도 16을 참조하여 전술하는 바와 같이, 제 1 DNN과 제 2 DNN은 소정 타겟 하에 손실 정보의 공유를 통해 연계 훈련되고, 제 3 DNN은 제 1 DNN과 제 2 DNN이 먼저 훈련된 후, 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 그대로 이용하여, 제 2 DNN과 연계 훈련된다. 제 3 DNN과 제 2 DNN은 제 1 DNN과 제 2 DNN의 연계 훈련 후 획득된 DNN 설정 정보의 제 2 DNN을 이용하여 소정 타켓 하에 연계 훈련되므로, AI 부호화 장치는 제 3 DNN과 2 DNN이 연계 훈련할 때 이용된 타겟 정보를 AI 복호화 장치로 제공하고, AI 복호화 장치는 제공받은 타겟 정보에 기초하여 제 2 영상(2035)을 타겟하는 해상도로 AI 업스케일(2040)할 수 있다.AI for AI one-to-one preprocessing (2010), AI for AI downscaling (110, 1220), and AI for AI upscaling (2040) may be implemented as a deep neural network (DNN). As described above with reference to FIG. 16 , the first DNN and the second DNN are jointly trained through sharing of loss information under a predetermined target, and the third DNN is trained after the first DNN and the second DNN are first trained, and then the second Using the DNN configuration information of the DNN as it is, training is performed in conjunction with the second DNN. Since the third DNN and the second DNN are jointly trained under a predetermined target using the second DNN of the DNN setting information obtained after the joint training of the first DNN and the second DNN, the AI encoding device connects the third DNN and the second DNN Target information used during training may be provided to the AI decoding device, and the AI decoding device may perform AI upscale 2040 to a resolution targeting the second image 2035 based on the received target information.

도 20에 도시된 제 1 부호화(2020) 및 제 1 복호화(2030)에 대해 상세히 설명하면, 원본 영상(2005)으로부터 AI 1대1 전처리(2010)된 제1 영상(2015)은 제 1 부호화(2020)를 통해 정보량이 감축될 수 있다. 제 1 부호화(2030)는, 제 1 영상(2015)을 예측하여 예측 데이터를 생성하는 과정, 제 1 영상(2015)과 예측 데이터 사이의 차이에 해당하는 잔차 데이터를 생성하는 과정, 공간 영역 성분인 잔차 데이터를 주파수 영역 성분으로 변환(transformation)하는 과정, 주파수 영역 성분으로 변환된 잔차 데이터를 양자화(quantization)하는 과정 및 양자화된 잔차 데이터를 엔트로피 부호화하는 과정 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1 부호화 과정(2020)은 MPEG-2, H.264 AVC(Advanced Video Coding), MPEG-4, HEVC(High Efficiency Video Coding), VC-1, VP8, VP9 및 AV1(AOMedia Video 1) 등 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법들 중의 하나를 통해 구현될 수 있다.The first encoding 2020 and the first decoding 2030 shown in FIG. 20 will be described in detail. The first image 2015 obtained by AI one-to-one pre-processing (2010) from the original image 2005 is first encoded ( 2020), the amount of information can be reduced. The first encoding 2030 includes a process of predicting the first image 2015 to generate prediction data, a process of generating residual data corresponding to a difference between the first image 2015 and the prediction data, and a spatial domain component. It may include a process of transforming the residual data into a frequency domain component, a process of quantizing the residual data transformed into a frequency domain component, and a process of entropy encoding the quantized residual data. Such a first encoding process 2020 is MPEG-2, H.264 Advanced Video Coding (AVC), MPEG-4, High Efficiency Video Coding (HEVC), VC-1, VP8, VP9 and AV1 (AOMedia Video 1). It can be implemented through one of the image compression methods using frequency transformation, etc.

제 1 영상(2015)에 대응하는 제 2 영상(2035)은 영상 데이터의 제 1 복호화(2030)를 통해 복원될 수 있다. 제 1 복호화(2030)는, 영상 데이터를 엔트로피 복호화하여 양자화된 잔차 데이터를 생성하는 과정, 양자화된 잔차 데이터를 역양자화하는 과정, 주파수 영역 성분의 잔차 데이터를 공간 영역 성분으로 변환하는 과정, 예측 데이터를 생성하는 과정 및 예측 데이터와 잔차 데이터를 이용하여 제 2 영상(2035)을 복원하는 과정 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1 복호화(2030) 과정은 제 1 부호화(2020) 과정에서 사용된 MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 등 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법들 중의 하나에 대응되는 영상 복원 방법을 통해 구현될 수 있다.The second image 2035 corresponding to the first image 2015 may be restored through the first decoding 2030 of image data. The first decoding 2030 includes a process of generating quantized residual data by entropy-decoding image data, a process of inverse quantizing the quantized residual data, a process of transforming the residual data of a frequency domain component into a spatial domain component, a process of predicting data It may include a process of generating , and a process of reconstructing the second image 2035 using prediction data and residual data. The first decoding 2030 process is image compression using frequency conversion such as MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, and AV1 used in the first encoding 2020 process. It may be implemented through an image restoration method corresponding to one of the methods.

AI 부호화 과정을 통해 획득된 AI 부호화 데이터는, 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화(2020) 결과 획득된 영상 데이터 및 원본 영상(2005)의 AI 1대1 전처리(2020)와 관련된 AI 데이터를 포함할 수 있다. 영상 데이터는 제 1 복호화(2030) 과정에서 이용될 수 있으며, AI 데이터는 AI 업스케일(2040) 과정에서 이용될 수 있다.The AI encoded data obtained through the AI encoding process includes image data obtained as a result of the first encoding 2020 of the first image 2015 and AI data related to AI one-to-one preprocessing 2020 of the original image 2005. may include The image data may be used in the first decoding 2030 process, and the AI data may be used in the AI upscaling 2040 process.

영상 데이터는 비트스트림 형태로 전송될 수 있다. 영상 데이터는 제 1 영상(2015) 내 픽셀 값들에 기초하여 획득되는 데이터, 예를 들어, 제 1 영상(2015)과 제 1 영상(2015)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 영상 데이터는 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화(2020) 과정에서 이용된 정보들을 포함한다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(2015)을 제 1 부호화(2020)하는데 이용된 예측 모드(mode) 정보, 움직임 정보, 및 제 1 부호화(2020)에서 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다. 영상 데이터는 MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 등 주파수 변환을 이용하는 영상 압축 방법들 중 제 1 부호화(1230) 과정에서 이용된 영상 압축 방법의 규칙, 예를 들어, 신택스(syntax)에 따라 생성될 수 있다.The image data may be transmitted in the form of a bitstream. The image data may include data obtained based on pixel values in the first image 2015 , for example, residual data that is a difference between the first image 2015 and prediction data of the first image 2015 . . In addition, the image data includes information used in the first encoding 2020 of the first image 2015 . For example, the image data includes prediction mode information used for the first encoding 2020 of the first image 2015, motion information, and quantization parameter related information used in the first encoding 2020. can do. The image data is an image compression method used in the first encoding 1230 process among image compression methods using frequency conversion such as MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, and AV1. It may be generated according to a rule of, for example, a syntax.

AI 데이터는 제 2 DNN에 기반한 AI 업스케일(2040)에 이용된다. 전술한 바와 같이, 제 1 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련된 후, 획득된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 그대로 이용하여 제 3 DNN과 제 2 DNN이 추가로 연계 훈련되기 때문에, AI 데이터는 제 2 DNN을 통한 제 2 영상(2035)의 정확한 AI 업스케일(2040)이 수행될 수 있게 하는 정보를 포함한다. AI 복호화 과정에서는 AI 데이터에 기반하여 제 2 영상(2035)을 타겟하는 해상도 및/또는 화질로 AI 업스케일(2040)할 수 있다.AI data is used for AI upscaling 2040 based on the second DNN. As described above, after the first DNN and the second DNN are jointly trained, the third DNN and the second DNN are additionally jointly trained using the obtained DNN setting information of the second DNN as it is, so the AI data is 2 Contains information that enables accurate AI upscaling 2040 of the second image 2035 through DNN to be performed. In the AI decoding process, AI upscaling 2040 may be performed to a resolution and/or image quality targeting the second image 2035 based on AI data.

AI 데이터는 비트스트림의 형태로 영상 데이터와 함께 전송될 수 있다. AI data may be transmitted together with image data in the form of a bitstream.

구현예에 따라, AI 데이터는 프레임이나 패킷 형태로 영상 데이터와 구분되어 전송될 수도 있다. According to an embodiment, AI data may be transmitted separately from image data in the form of frames or packets.

또는 구현예에 따라, AI 데이터는 영상 데이터에 포함되어 전송될 수도 있다.Alternatively, according to an embodiment, AI data may be transmitted while being included in image data.

영상 데이터와 AI 데이터는 동일한 네트워크 또는 서로 상이한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.The image data and AI data may be transmitted through the same network or different networks.

도 20에 따른 AI 복호화를 위한 AI 복호화 장치는 전술된 도 2의 AI 복호화 장치와 동일하게 구성될 수 있다. The AI decoding apparatus for AI decoding according to FIG. 20 may have the same configuration as the AI decoding apparatus of FIG. 2 described above.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the AI decoding apparatus 200 according to an embodiment includes a receiving unit 210 and an AI decoding unit 230 .

AI 복호화부(230)는 파싱부(232), 제 1 복호화부(234), AI 업스케일부(236) 및 AI 설정부(238)를 포함할 수 있다.The AI decoding unit 230 may include a parsing unit 232 , a first decoding unit 234 , an AI upscaling unit 236 , and an AI setting unit 238 .

도 2에는 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)가 개별적인 장치로 도시되어 있으나, 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 전용 프로세서로 구현될 수도 있고, AP(application processor) 또는 CPU(central processing unit), GPU(graphic processing unit)와 같은 범용 프로세서와 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 또한, 전용 프로세서의 경우, 본 개시의 실시예를 구현하기 위한 메모리를 포함하거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함할 수 있다.Although the receiver 210 and the AI decoder 230 are illustrated as separate devices in FIG. 2 , the receiver 210 and the AI decoder 230 may be implemented through one processor. In this case, the receiving unit 210 and the AI decoding unit 230 may be implemented as a dedicated processor, and a general-purpose processor such as an application processor (AP), a central processing unit (CPU), or a graphic processing unit (GPU) and S/W It may be implemented through a combination of In addition, the dedicated processor may include a memory for implementing an embodiment of the present disclosure or a memory processing unit for using an external memory.

수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 복수의 프로세서로 구성될 수도 있다. 이 경우, 전용 프로세서들의 조합으로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 다수의 범용 프로세서들과 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 일 실시예에서, 수신부(210)는 제 1 프로세서로 구현되고, 제 1 복호화부(234)는 제 1 프로세서와 상이한 제 2 프로세서로 구현되고, 파싱부(232), AI 업스케일부(236) 및 AI 설정부(238)는 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서와 상이한 제 3 프로세서로 구현될 수 있다.The receiver 210 and the AI decoder 230 may include a plurality of processors. In this case, it may be implemented as a combination of dedicated processors, or may be implemented through a combination of S/W with a plurality of general-purpose processors such as an AP, CPU, or GPU. In one embodiment, the receiving unit 210 is implemented as a first processor, the first decoding unit 234 is implemented as a second processor different from the first processor, the parsing unit 232, the AI upscaling unit 236 and the AI setting unit 238 may be implemented as a third processor different from the first processor and the second processor.

수신부(210)는 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 수신한다. 일 예로, AI 부호화 데이터는 mp4, mov 등의 파일 형식을 갖는 비디오 파일일 수 있다.The receiving unit 210 receives AI encoded data obtained as a result of AI encoding. As an example, the AI-encoded data may be a video file having a file format such as mp4 or mov.

수신부(210)는 네트워크를 통해 전달되는 AI 부호화 데이터를 수신할 수 있다. 수신부(210)는 AI 부호화 데이터를 AI 복호화부(230)로 출력한다.The receiver 210 may receive AI-encoded data transmitted through a network. The receiving unit 210 outputs the AI encoded data to the AI decoding unit 230 .

일 실시예에서, AI 부호화 데이터는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium) 등을 포함하는 데이터 저장 매체로부터 획득된 것일 수도 있다.In one embodiment, the AI-encoded data is a hard disk, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floppy disks. It may be obtained from a data storage medium including an optical medium).

파싱부(232)는 AI 부호화 데이터를 파싱하여 제 1 영상(115)의 제 1 부호화 결과로 생성된 영상 데이터를 제 1 복호화부(234)로 전달하고, AI 데이터를 AI 설정부(238)로 전달한다.The parsing unit 232 parses the AI encoded data and transmits image data generated as a result of the first encoding of the first image 115 to the first decoder 234 , and transmits the AI data to the AI setting unit 238 . transmit

일 실시예에서, 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터 내에 서로 분리되어 포함된 영상 데이터와 AI 데이터를 파싱할 수 있다. 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터 내의 헤더를 읽어 AI 부호화 데이터 내에 포함되어 있는 AI 데이터와 영상 데이터를 구분할 수 있다. 일 예에서, AI 데이터는 HDMI 스트림 내의 VSIF(Vendor Specific InfoFrame)에 포함될 수 있다.In an embodiment, the parsing unit 232 may parse the image data and the AI data separately included in the AI encoded data. The parsing unit 232 may read the header in the AI-encoded data to distinguish the AI data and the image data included in the AI-encoded data. In one example, AI data may be included in a Vendor Specific InfoFrame (VSIF) in the HDMI stream.

서로 분리된 AI 데이터와 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터의 구조는 도 9를 참조하여 전술된 바, 생략한다.The structure of AI-encoded data including separated AI data and image data is omitted as described above with reference to FIG. 9 .

다른 실시예에서, 파싱부(232)는 AI 부호화 데이터에서 영상 데이터를 파싱하고, 영상 데이터로부터 AI 데이터를 추출한 후, AI 데이터를 AI 설정부(238)로 전달하고, 나머지 영상 데이터를 제 1 복호화부(234)로 전달할 수 있다. 즉, AI 데이터는 영상 데이터에 포함될 수 있는데, 예를 들어, AI 데이터는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림의 부가 정보 영역인 SEI(Supplemental enhancement information)에 포함될 수 있다. AI 데이터가 포함된 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터의 구조는 도 10을 참조하여 전술된 바, 생략한다.In another embodiment, the parsing unit 232 parses the image data from the AI encoded data, extracts the AI data from the image data, transmits the AI data to the AI setting unit 238, and first decodes the remaining image data. may be transmitted to the unit 234 . That is, AI data may be included in image data. For example, AI data may be included in supplemental enhancement information (SEI), which is an additional information area of a bitstream corresponding to image data. The structure of the AI-encoded data including the image data including the AI data has been described above with reference to FIG. 10, and thus will be omitted.

다른 실시예에서, 파싱부(232)는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림을 제 1 복호화부(234)에서 처리될 비트스트림과 AI 데이터에 해당하는 비트스트림으로 분할하고, 분할된 각각의 비트스트림을 제 1 복호화부(234)와 AI 설정부(238)로 출력할 수 있다.In another embodiment, the parsing unit 232 divides the bitstream corresponding to the image data into a bitstream to be processed by the first decoding unit 234 and a bitstream corresponding to AI data, and divides each divided bitstream It may output to the first decoding unit 234 and the AI setting unit 238 .

파싱부(232)는 AI 부호화 데이터에 포함된 영상 데이터가 소정의 코덱(예를 들어, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1)을 통해 획득된 영상 데이터인 것으로 확인할 수도 있다. 이 경우, 영상 데이터가 상기 확인된 코덱으로 처리될 수 있도록, 해당 정보를 제 1 복호화부(234)로 전달할 수 있다.The parsing unit 232 obtains image data included in the AI encoded data through a predetermined codec (eg, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, or AV1). It can also be confirmed that it is the image data that has been processed. In this case, the corresponding information may be transmitted to the first decoder 234 so that the image data can be processed by the identified codec.

제 1 복호화부(234)는 파싱부(232)로부터 수신된 영상 데이터에 기초하여 제 1 영상(115)에 대응하는 제 2 영상(135)을 복원한다. 제 1 복호화부(234)에 의해 획득된 제 2 영상(135)은 AI 업스케일부(236)로 제공된다.The first decoder 234 reconstructs the second image 135 corresponding to the first image 115 based on the image data received from the parser 232 . The second image 135 obtained by the first decoder 234 is provided to the AI upscaler 236 .

구현예에 따라, 예측 모드 정보, 움직임 정보, 양자화 파라미터 정보 등의 제 1 복호화 관련 정보가 제 1 복호화부(234)로부터 AI 설정부(238)로 제공될 수 있다. 제 1 복호화 관련 정보는 DNN 설정 정보를 획득하는데 이용될 수 있다.According to an embodiment, first decoding-related information such as prediction mode information, motion information, and quantization parameter information may be provided from the first decoding unit 234 to the AI setting unit 238 . The first decoding related information may be used to obtain DNN configuration information.

도 20에 따른 AI 복호화를 위한 AI 복호화 장치의 AI 설정부(238)로 제공되는 AI 데이터는 제 2 영상(2035)를 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 이때, 제 2 영상(2035)의 업스케일 타겟은 제 3 DNN의 1대1 전처리에 대응하여야 한다. 따라서, AI 데이터는 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟을 확인할 수 있는 정보가 포함되어야 한다.The AI data provided to the AI setting unit 238 of the AI decoding apparatus for AI decoding according to FIG. 20 includes information enabling AI upscaling of the second image 2035 . In this case, the upscale target of the second image 2035 should correspond to the one-to-one preprocessing of the third DNN. Therefore, AI data should include information that can identify the one-to-one preprocessing target of the third DNN.

AI 데이터에 포함된 정보를 구체적으로 예시하면, 원본 영상(2005)으로부터 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)의 해상도 정보, 1대1 전처리된 제 1 영상(2015) 관련 정보가 있다. Specifically exemplifying the information included in the AI data, there are resolution information of the first image 2015 that has been pre-processed one-to-one from the original image 2005 and information related to the first image 2015 that has been pre-processed one-to-one.

1대1 전처리된 제 1 영상(2015)의 해상도 정보는 원본 영상(2005)와 동일하므로, 제 1 영상(2015)의 해상도에 따라 미리정해진 기준에 의해 업스케일 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들어, 1대1 전처리된 제 1 영상의 해상도 크기가 2K이면 업스케일 타겟이 4K로 결정될 수 있다. 또한, 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)의 해상도 정보는 해상도 차이 정보일 수 있다. 구체적으로, 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)과 원본 영상(2005)의 해상도는 동일하기 때문에, 해상도 차이 정보는 0을 나타낼 수 있다. 또한, 복원된 제 2 영상(2035)의 해상도를 통해 제 1 영상(2015)의 해상도를 알게 되고 이를 통해 해상도 변환 정도를 확인할 수 있기 때문에, 해상도 정보는 원본 영상(2005)의 해상도 정보만으로 표현될 수도 있다Since the resolution information of the one-to-one preprocessed first image 2015 is the same as that of the original image 2005 , an upscale target may be determined according to a predetermined criterion according to the resolution of the first image 2015 . For example, if the resolution size of the first image pre-processed one-to-one is 2K, the upscale target may be determined to be 4K. Also, the resolution information of the first image 2015 that has been pre-processed one-to-one may be resolution difference information. Specifically, since the resolution of the one-to-one preprocessed first image 2015 and the original image 2005 is the same, the resolution difference information may indicate 0. In addition, since the resolution of the first image 2015 is known through the resolution of the reconstructed second image 2035 and the degree of resolution conversion can be confirmed through this, the resolution information may be expressed only with the resolution information of the original image 2005. may

그리고, 마찬가지로, 1대1 전처리된 제 1 영상(2015) 관련 정보는, 제 1 영상(2015)의 해상도, 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트 및 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화시 이용된 코덱 타입 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.And, similarly, the information related to the first image 2015, which has been pre-processed one-to-one, includes the resolution of the first image 2015, the bitrate of image data obtained as a result of the first encoding of the first image 2015, and the first image. (2015) may include information on at least one of the codec types used in the first encoding.

AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 제 1 영상(2015)의 해상도 정보(또는 해상도 차이가 0임을 나타내는 차이 정보) 및 제 1 영상(2015) 관련 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제 2 영상(2035)의 업스케일 타겟을 결정할 수 있다. 업스케일 타겟은 예를 들어, 제 2 영상(2035)을 어느 정도의 해상도로 업스케일하여야 하는지를 나타낼 수 있다. AI 업스케일부(236)는 업스케일 타겟이 결정되면, 업스케일 타겟에 대응하는 제 3 영상(2045)을 획득하기 위해 제 2 DNN을 통해 제 2 영상(2035)을 AI 업스케일한다.The AI setting unit 238 is configured to configure the second image based on at least one of resolution information (or difference information indicating that the resolution difference is 0) and information related to the first image 2015 included in the AI data. An upscale target of 2035 may be determined. The upscale target may indicate, for example, to what resolution the second image 2035 should be upscaled. When the upscaling target is determined, the AI upscaling unit 236 AI upscales the second image 2035 through the second DNN to obtain a third image 2045 corresponding to the upscaling target.

제 2 DNN을 통한 AI 업스케일 과정에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 전술된 바, 생략한다.The AI upscaling process through the second DNN is omitted as described above with reference to FIGS. 3 and 4 .

이하에서, AI 설정부(238)가 업스케일 타겟을 결정하고, AI 업스케일부(236)가 업스케일 타겟에 맞춰 제 2 영상(2035)을 AI 업스케일하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method in which the AI setting unit 238 determines the upscaling target and the AI upscaling unit 236 AI upscales the second image 2035 according to the upscaling target will be described.

일 실시예에서, AI 설정부(238)는 제 2 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다.In an embodiment, the AI setting unit 238 may store a plurality of DNN setting information settable in the second DNN.

여기서, DNN 설정 정보는 제 2 DNN에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 복수의 DNN 설정 정보는 다양한 업스케일 타겟에 각각 대응될 수 있으며, 특정 업스케일 타겟에 대응되는 DNN 설정 정보에 기반하여 제 2 DNN이 동작할 수 있다. DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 서로 다른 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 어느 DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 3개의 컨볼루션 레이어를 포함할 수 있고, 다른 DNN 설정 정보에 따라 제 2 DNN이 4개의 컨볼루션 레이어를 포함할 수 있다.Here, the DNN configuration information may include information on at least one of the number of convolutional layers included in the second DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel. The plurality of DNN configuration information may each correspond to various upscale targets, and the second DNN may operate based on the DNN configuration information corresponding to a specific upscale target. The second DNN may have a different structure according to the DNN configuration information. For example, the second DNN may include three convolutional layers according to certain DNN configuration information, and the second DNN may include four convolutional layers according to other DNN configuration information.

일 실시예에서, DNN 설정 정보는 제 2 DNN에서 사용되는 필터 커널의 파라미터만을 포함할 수도 있다. 이 경우, 제 2 DNN의 구조는 변경되지 않는 대신, DNN 설정 정보에 따라 내부의 필터 커널의 파라미터만이 달라질 수 있다.In an embodiment, the DNN configuration information may include only parameters of a filter kernel used in the second DNN. In this case, the structure of the second DNN is not changed, but only the parameters of the internal filter kernel may be changed according to the DNN configuration information.

AI 설정부(238)는 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(2035)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 여기서 사용되는 복수의 DNN 설정 정보 각각은 미리 결정된 해상도 및/또는 미리 결정된 화질의 제 3 영상(2045)을 획득하기 위한 정보로, 제 1 DNN과 연계하여 훈련된 후 제 3 DNN과 연계 훈련된 것이다. The AI setting unit 238 may acquire DNN setting information for AI upscaling of the second image 2035 among a plurality of DNN setting information. Each of the plurality of DNN setting information used here is information for obtaining the third image 2045 of a predetermined resolution and/or predetermined quality, and is trained in association with the first DNN and then trained in association with the third DNN. .

예를 들어, 복수의 DNN 설정 정보 중 어느 하나의 DNN 설정 정보는 제 2 영상(2035)의 해상도보다 2배 큰 해상도의 제 3 영상(2045), 예를 들어, 2K (2048*1080)의 제 2 영상(2035)보다 2배 큰 4K(4096*2160)의 제 3 영상(2045)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있고, 다른 하나의 DNN 설정 정보는 제 2 영상(2035)의 해상도보다 4배 큰 해상도의 제 3 영상(2045), 예를 들어, 2K (2048*1080)의 제 2 영상(2035)보다 4배 큰 8K(8192*4320)의 제 3 영상(2045)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다. For example, the DNN setting information of any one of the plurality of DNN setting information is a third image 2045 having a resolution twice that of the second image 2035, for example, a second image of 2K (2048 * 1080). It may include information for acquiring the third image 2045 of 4K (4096 * 2160) that is twice as large as the second image 2035, and the other DNN setting information is higher than the resolution of the second image 2035 by 4 Information for obtaining a third image 2045 of twice the resolution, for example, a third image 2045 of 8K (8192 * 4320) that is four times larger than the second image 2035 of 2K (2048 * 1080) may include

복수의 DNN 설정 정보 각각은 제 1 DNN의 DNN 설정 정보와 연계되어 만들어진 뒤, AI 부호화 장치(2100)의 제 3 DNN의 DNN 설정 정보와 연계된다. AI 설정부(238)는 제 3 DNN의 DNN 설정 정보의 제 1 영상(2015)의 해상도 정보에 따라 복수의 DNN 설정 정보 중 하나의 DNN 설정 정보를 획득한다. 이를 위해, AI 설정부(238)는 제 3 DNN의 정보를 확인하여야 한다. 제 3 DNN의 정보를 AI 설정부(238)가 확인하기 위해, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 AI 부호화 장치(2100)로부터 제 3 DNN의 정보를 포함하는 AI 데이터를 수신한다. Each of the plurality of DNN configuration information is created in association with the DNN configuration information of the first DNN, and then is associated with the DNN configuration information of the third DNN of the AI encoding apparatus 2100 . The AI setting unit 238 obtains one DNN setting information from among a plurality of DNN setting information according to the resolution information of the first image 2015 of the DNN setting information of the third DNN. To this end, the AI setting unit 238 should check the information of the third DNN. In order for the AI setting unit 238 to check the information of the third DNN, the AI decoding apparatus 200 according to an embodiment receives AI data including the information of the third DNN from the AI encoding apparatus 2100 .

다시 말하면, AI 설정부(238)는 AI 부호화 장치(2100)로부터 수신되는 정보들을 이용하여, 제 1 영상(2015)을 획득하기 위해 이용된 제 3 DNN의 DNN 설정 정보가 타겟하는 정보를 확인하고, 그와 연계 훈련된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 획득할 수 있는 것이다.In other words, the AI setting unit 238 uses the information received from the AI encoding device 2100 to check the information targeted by the DNN setting information of the third DNN used to obtain the first image 2015, and , it is possible to obtain the DNN configuration information of the second DNN trained in association with it.

복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(2035)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, DNN 설정 정보는 AI 업스케일부(236)로 전달되고, DNN 설정 정보에 따라 동작하는 제 2 DNN에 기초하여 입력 데이터가 처리될 수 있다.When DNN setting information for AI upscaling of the second image 2035 is obtained among a plurality of DNN setting information, the DNN setting information is transmitted to the AI upscaling unit 236, and a second DNN operating according to the DNN setting information. Based on the input data may be processed.

예를 들어, AI 업스케일부(236)는 어느 하나의 DNN 설정 정보가 획득되면, 도 3에 도시된 제 2 DNN(300)의 제 1 컨볼루션 레이어(310), 제 2 컨볼루션 레이어(330) 및 제 3 컨볼루션 레이어(350) 각각에 대해서, 각 레이어에 포함되는 필터 커널의 개수와 필터 커널의 파라미터들을, 상기 획득된 DNN 설정 정보에 포함된 값으로 설정한다.For example, when any one DNN configuration information is obtained, the AI upscaling unit 236 includes the first convolutional layer 310 and the second convolutional layer 330 of the second DNN 300 shown in FIG. 3 . ) and the third convolutional layer 350, the number of filter kernels included in each layer and parameters of the filter kernels are set to values included in the obtained DNN configuration information.

구체적으로, AI 업스케일부(236)는 도 4에 도시된 제 2 DNN의 어느 하나의 컨볼루션 레이어에서 이용되는 3 X 3의 필터 커널의 파라미터들이 {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}이고, DNN 설정 정보의 변경이 있는 경우, 필터 커널의 파라미터들을 변경된 DNN 설정 정보에 포함된 파라미터들인 {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2}로 교체할 수 있는 것이다.Specifically, the AI upscaling unit 236 determines that the parameters of the filter kernel of 3 X 3 used in any one convolution layer of the second DNN shown in FIG. 4 are {1, 1, 1, 1, 1, 1 , 1, 1, 1}, and when there is a change in DNN configuration information, the parameters of the filter kernel are changed to {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, parameters included in the changed DNN configuration information. } can be replaced.

AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 정보에 기초하여 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(2035)을 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있는데, DNN 설정 정보를 획득하는데 이용되는 AI 데이터에 대해 구체적으로 설명한다. The AI setting unit 238 may acquire DNN setting information for upscaling the second image 2035 among a plurality of DNN setting information based on the information included in the AI data, which is used to obtain the DNN setting information. AI data will be explained in detail.

일 실시예에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)의 해상도 정보에 기초하여, 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(2035)을 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)의 해상도는 원본 영상(2005)와 동일하므로, 제 1 영상(2015)의 해상도 정보에 따라, 미리정해진 기준에 의해 업스케일 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들어, 1대1 전처리된 제 1 영상의 해상도 크기가 2K이면 업스케일 타겟이 4K로 결정될 수 있다.In an embodiment, the AI setting unit 238 upscales the second image 2035 among the plurality of DNN setting information based on the resolution information of the one-to-one preprocessed first image 2015 included in the AI data. It is possible to obtain DNN configuration information for For example, since the resolution of the one-to-one preprocessed first image 2015 is the same as that of the original image 2005, the upscale target may be determined according to a predetermined criterion according to the resolution information of the first image 2015. have. For example, if the resolution size of the first image pre-processed one-to-one is 2K, the upscale target may be determined to be 4K.

다른 실시예에서, AI 설정부(238)는 AI 데이터에 포함된 제 1 영상(2015) 관련 정보에 기초하여, 복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(2015)을 AI 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. AI 설정부(238)는 영상 관련 정보들과 DNN 설정 정보들 사이의 매핑 관계를 미리 결정하고, 제 1 영상(2015) 관련 정보에 매핑된 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.In another embodiment, the AI setting unit 238 is based on the information related to the first image 2015 included in the AI data, DNN setting information for AI upscaling the second image 2015 among a plurality of DNN setting information. can be obtained. The AI setting unit 238 may determine a mapping relationship between the image related information and the DNN setting information in advance, and obtain DNN setting information mapped to the first image 2015 related information.

이하에서는, 도 21을 참조하여, 원본 영상(2005)의 AI 부호화를 위한 AI 부호화 장치(2100)에 대해 설명한다.Hereinafter, the AI encoding apparatus 2100 for AI encoding of the original image 2005 will be described with reference to FIG. 21 .

도 21은 일 실시예에 따른 AI 부호화 장치(2100)의 구성을 도시하는 블록도이다.21 is a block diagram illustrating a configuration of an AI encoding apparatus 2100 according to an embodiment.

도 21을 참조하면, AI 부호화 장치(2100)는 AI 부호화부(2110) 및 전송부(2130)를 포함할 수 있다. AI 부호화부(2110)는 AI 1대1 전처리부(2112), 제 1 부호화부(2114), 데이터 처리부(2116) 및 AI 설정부(2118)를 포함할 수 있다. 도 21은 AI 부호화부(2110) 및 전송부(2130)를 개별적인 장치로 도시하고 있으나, AI 부호화부(2110) 및 전송부(2130)는 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 전용 프로세서로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 범용 프로세서와 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 또한, 전용 프로세서의 경우, 본 개시의 실시예를 구현하기 위한 메모리를 포함하거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21 , the AI encoding apparatus 2100 may include an AI encoding unit 2110 and a transmission unit 2130 . The AI encoder 2110 may include an AI one-to-one preprocessor 2112 , a first encoder 2114 , a data processor 2116 , and an AI setting unit 2118 . 21 shows the AI encoder 2110 and the transmitter 2130 as separate devices, the AI encoder 2110 and the transmitter 2130 may be implemented through one processor. In this case, it may be implemented as a dedicated processor, or it may be implemented through a combination of an AP or a general-purpose processor such as a CPU or GPU and S/W. In addition, the dedicated processor may include a memory for implementing an embodiment of the present disclosure or a memory processing unit for using an external memory.

또한, AI 부호화부(2110) 및 전송부(2130)는 복수의 프로세서로 구성될 수도 있다. 이 경우, 전용 프로세서들의 조합으로 구현될 수도 있고, AP 또는 CPU, GPU와 같은 다수의 범용 프로세서들과 S/W의 조합을 통해 구현될 수도 있다. 일 실시예에서, 제 1 부호화부(2114)는 제 1 프로세서로 구성되고, AI 1대1 전처리부(2112), 데이터 처리부(2116) 및 AI 설정부(2118)는 제 1 프로세서와 상이한 제 2 프로세서로 구현되고, 전송부(2130)는 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서와 상이한 제 3 프로세서로 구현될 수 있다.Also, the AI encoder 2110 and the transmitter 2130 may include a plurality of processors. In this case, it may be implemented as a combination of dedicated processors, or may be implemented through a combination of S/W with a plurality of general-purpose processors such as an AP, CPU, or GPU. In one embodiment, the first encoder 2114 is configured as a first processor, and the AI one-to-one preprocessor 2112 , the data processor 2116 , and the AI setting unit 2118 include a second processor that is different from the first processor. It is implemented as a processor, and the transmitter 2130 may be implemented as a third processor different from the first processor and the second processor.

AI 부호화부(2110)는 원본영상(2005)의 AI 1대1 전처리(2010) 및 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화를 수행하고, AI 부호화 데이터를 전송부(2130)로 전달한다. 전송부(2130)는 AI 부호화 데이터를 AI 복호화 장치(200)로 전송한다. The AI encoding unit 2110 performs AI one-to-one preprocessing 2010 of the original image 2005 and first encoding of the first image 2015, and transmits the AI encoded data to the transmission unit 2130 . The transmitter 2130 transmits the AI encoded data to the AI decoding apparatus 200 .

영상 데이터는 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화 결과 획득된 데이터를 포함한다. 영상 데이터는 제 1 영상(2015) 내 픽셀 값들에 기초하여 획득되는 데이터, 예를 들어, 제 1 영상(2015)과 제 1 영상(2015)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 영상 데이터는 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화 과정에서 이용된 정보들을 포함한다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(2015)을 제 1 부호화하는데 이용된 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 제 1 영상(2015)을 제 1 부호화하는데 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다.The image data includes data obtained as a result of the first encoding of the first image 2015 . The image data may include data obtained based on pixel values in the first image 2015 , for example, residual data that is a difference between the first image 2015 and prediction data of the first image 2015 . . Also, the image data includes information used in the first encoding process of the first image 2015 . For example, the image data may include prediction mode information used to first encode the first image 2015, motion information, and quantization parameter related information used to first encode the first image 2015. .

AI 데이터는, AI 업스케일부(236)가 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(2035)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 일 예에서, AI 데이터는 AI 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)의 해상도 정보를 포함할 수 있다. 또한, AI 데이터는 제 1 영상(2035) 관련 정보를 포함할 수도 있다. 제 1 영상(2035) 관련 정보는, 제 1 영상(2035)의 해상도, 제 1 영상(2035)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트 및 제 1 영상(2035)의 제 1 부호화시 이용된 코덱 타입 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.The AI data includes information enabling the AI upscaling unit 236 to AI upscale the second image 2035 to an upscaling target corresponding to the one-to-one preprocessing target of the third DNN. In an example, the AI data may include resolution information of the first image 2015 that has been pre-processed by AI one-to-one. Also, the AI data may include information related to the first image 2035 . The information related to the first image 2035 is used for the resolution of the first image 2035 , the bit rate of image data obtained as a result of the first encoding of the first image 2035 , and the first encoding of the first image 2035 . information on at least one of the specified codec types may be included.

일 실시예에서, AI 데이터는, 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(2035)이 AI 업스케일될 수 있도록, 상호 약속된 DNN 설정 정보의 식별자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the AI data includes an identifier of mutually agreed DNN setting information so that the second image 2035 can be AI upscaled to an upscale target corresponding to the one-to-one preprocessing target of the third DNN. can

또한, 일 실시예에서, AI 데이터는 제 2 DNN에 세팅 가능한 DNN 설정 정보를 포함할 수도 있다.Also, in an embodiment, the AI data may include DNN configuration information settable in the second DNN.

AI 1대1 전처리부(2112)는 제 3 DNN을 통해 원본 영상(2005)으로부터 AI 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)을 획득할 수 있다. AI 1대1 전처리부(2112)는 AI 설정부(2118)로부터 제공된 DNN 설정 정보를 이용하여 원본 영상(2005)을 AI 다운스케일할 수 있다. AI 설정부(2118)는 미리 결정된 기준에 기초하여 원본 영상(2005)의 1대1 전처리 타겟을 결정할 수 있다.The AI 1-to-1 preprocessor 2112 may acquire the AI 1-to-1 preprocessed first image 2015 from the original image 2005 through the third DNN. The AI one-to-one preprocessor 2112 may AI downscale the original image 2005 by using the DNN setting information provided from the AI setting unit 2118 . The AI setting unit 2118 may determine a one-to-one preprocessing target of the original image 2005 based on a predetermined criterion.

1대1 전처리 타겟에 부합하는 제 1 영상(2015)의 획득을 위해, AI 설정부(2118)는 제 3 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다. AI 설정부(2118)는 복수의 DNN 설정 정보 중 1대1 전처리 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(2112)로 제공한다.In order to obtain the first image 2015 matching the one-to-one pre-processing target, the AI setting unit 2118 may store a plurality of settable DNN setting information in the third DNN. The AI setting unit 2118 obtains DNN setting information corresponding to a one-to-one pre-processing target among a plurality of DNN setting information, and provides the obtained DNN setting information to the AI one-to-one pre-processing unit 2112 .

상기 복수의 DNN 설정 정보 각각은 원본 영상의 디테일한 특징이 잘 보존된 제 1 영상(2015) 및/또는 미리 결정된 화질의 제 1 영상(2015)을 획득하기 위해 훈련된 것일 수 있다. 예를 들어, 복수의 DNN 설정 정보 중 어느 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(2005)의 해상도는 그대로 유지하면서 영상의 디테일한 특징이 잘 보존된 제 1 영상(2015), 예를 들어, 2K(2048*1080)의 원본 영상(2005)와 해상도는 동일하지만 원본 영상(2005)의 디테일한 특징이 잘 보존된 제 1 영상(2015)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다. 여기서, 원본 영상의 디테일한 특징은 시공간적으로 복잡도가 높은 부분일 수 있다. 다른 하나의 DNN 설정 정보는 원본 영상(2005)의 해상도는 그대로 유지하면서 화질이 향상된 제 1 영상(2015), 예를 들어, 2K(2048*1080)의 원본 영상(2005)와 해상도는 동일하지만 화질이 향상된 제 1 영상(2015)을 획득하기 위한 정보들을 포함할 수 있다.Each of the plurality of DNN setting information may be trained to acquire a first image 2015 in which detailed features of the original image are well preserved and/or a first image 2015 having a predetermined image quality. For example, the DNN setting information of any one of the plurality of DNN setting information is the first image 2015 in which the detailed characteristics of the image are well preserved while maintaining the resolution of the original image 2005, for example, 2K ( Although the resolution of the original image 2005 of 2048*1080 is the same, information for acquiring the first image 2015 in which detailed characteristics of the original image 2005 are well preserved may be included. Here, the detailed feature of the original image may be a part with high spatiotemporal complexity. The other DNN setting information is the same as the resolution of the first image 2015, for example, the original image 2005 of 2K (2048*1080), but with the same resolution but improved image quality while maintaining the resolution of the original image 2005 as it is. Information for acquiring the improved first image 2015 may be included.

구현예에 따라, DNN 설정 정보를 구성하는 정보들(예를 들어, 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수, 각 필터 커널의 파라미터 등)이 룩업 테이블 형태로 저장되어 있는 경우, AI 설정부(2118)는 1대1 전처리 타겟에 따라 룩업 테이블 값들 중에서 선택된 일부를 조합하여 획득한 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(2112)로 제공할 수도 있다.According to the embodiment, when information constituting the DNN setting information (eg, the number of convolution layers, the number of filter kernels for each convolutional layer, parameters of each filter kernel, etc.) is stored in the form of a lookup table, The AI setting unit 2118 may provide the DNN setting information obtained by combining some selected among the lookup table values to the AI one-to-one preprocessing unit 2112 according to the one-to-one preprocessing target.

구현예에 따라, AI 설정부(2118)는 1대1 전처리 타겟에 대응되는 DNN의 구조를 결정하고, 결정된 DNN의 구조에 대응하는 DNN 설정 정보, 예를 들어, 필터 커널의 파라미터들을 획득할 수도 있다.Depending on the implementation, the AI setting unit 2118 may determine the structure of the DNN corresponding to the one-to-one preprocessing target, and obtain DNN setting information corresponding to the determined structure of the DNN, for example, parameters of the filter kernel. have.

원본 영상(2005)의 AI 1대1 전처리를 위한 복수의 DNN 설정 정보는, 제 1 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련된 후 획득된 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 그대로 이용하여 제 3 DNN과 제 2 DNN이 연계 훈련됨으로써, 최적화된 값을 가질 수 있다. 여기서, 각 DNN 설정 정보는 제 3 DNN에 포함되는 컨볼루션 레이어의 수, 컨볼루션 레이어별 필터 커널의 개수 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다.The plurality of DNN setting information for AI one-to-one preprocessing of the original image (2005) is obtained by using the DNN setting information of the second DNN obtained after the first DNN and the second DNN are jointly trained to form the third DNN and the second DNN. 2 As the DNN is jointly trained, it can have an optimized value. Here, each DNN configuration information includes at least one of the number of convolution layers included in the third DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and parameters of each filter kernel.

AI 1대1 전처리부(2112)는 원본 영상(2005)의 AI 1대1 전처리를 위해 결정된 DNN 설정 정보로 제 3 DNN을 세팅하여, 원본 영상(2005)의 디테일한 특징이 보존된 제 1 영상(2015) 및/또는 소정 화질의 제 1 영상(2015)을 제 3 DNN을 통해 획득할 수 있다. 복수의 DNN 설정 정보 중 원본 영상(2005)의 AI 1대1 전처리를 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, 제 3 DNN 내 각 레이어는 DNN 설정 정보에 포함된 정보들에 기초하여 입력된 데이터를 처리할 수 있다.The AI one-to-one preprocessor 2112 sets the third DNN as the DNN setting information determined for the AI one-to-one preprocessing of the original image 2005, and the first image in which detailed features of the original image 2005 are preserved. (2015) and/or the first image 2015 of a predetermined quality may be obtained through the third DNN. When DNN setting information for AI one-to-one pre-processing of the original image 2005 is obtained among a plurality of DNN setting information, each layer in the third DNN processes the input data based on the information included in the DNN setting information. can

이하에서는, AI 설정부(2118)가 1대1 전처리 타겟을 결정하는 방법에 대해 설명한다. 상기 1대1 전처리 타겟은 예를 들어, 원본 영상(2005)의 해상도를 유지하면서 어느정도 원본 영상의 디테일한 특징을 보존하는 제 1 영상(2015)을 획득해야 하는지 또는 원본 영상(2005)의 해상도를 유지하면서 얼마나 화질이 향상된 제 1 영상(2015)을 획득해야 하는지를 나타낼 수 있다.Hereinafter, a method for the AI setting unit 2118 to determine a one-to-one pre-processing target will be described. The one-to-one pre-processing target determines, for example, whether to acquire the first image 2015 that preserves the detailed characteristics of the original image to some extent while maintaining the resolution of the original image 2005 or the resolution of the original image 2005 . It may indicate how much the first image 2015 with improved image quality should be acquired while maintaining it.

AI 설정부(2118)는 하나 이상의 입력 정보를 획득한다. 일 실시예에서, 입력 정보는 제 1 영상(2015)의 타겟 해상도, 영상 데이터의 타겟 비트레이트, 영상 데이터의 비트레이트 타입(예를 들어, variable bitrate 타입, constant bitrate 타입 또는 average bitrate 타입 등), AI 1대1 전처리가 적용되는 컬러 포맷(휘도 성분, 색차 성분, 레드 성분, 그린 성분 또는 블루 성분 등), 제 1 영상(2015)의 제 1 부호화를 위한 코덱 타입, 압축 히스토리 정보, 원본 영상(2005)의 해상도 및 원본 영상(2005)의 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The AI setting unit 2118 acquires one or more pieces of input information. In an embodiment, the input information includes a target resolution of the first image 2015, a target bitrate of the image data, a bitrate type of the image data (eg, a variable bitrate type, a constant bitrate type, or an average bitrate type); Color format (luminance component, chrominance component, red component, green component, blue component, etc.) to which AI one-to-one preprocessing is applied, codec type for the first encoding of the first image 2015, compression history information, original image ( 2005) and the type of the original image 2005 may be included.

하나 이상의 입력 정보는 AI 부호화 장치(2100)에 미리 저장되거나, 사용자로부터 입력받은 정보를 포함할 수 있다.One or more pieces of input information may include information previously stored in the AI encoding apparatus 2100 or received from a user.

AI 설정부(2118)는 입력 정보에 기초하여 AI 1대1 전처리부(2112)의 동작을 제어한다. 일 실시예에서, AI 설정부(2118)는 입력 정보에 따라 1대1 전처리 타겟을 결정하고, 결정된 1대1 전처리 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(2112)로 제공할 수 있다.The AI setting unit 2118 controls the operation of the AI one-to-one preprocessing unit 2112 based on the input information. In one embodiment, the AI setting unit 2118 determines a one-to-one pre-processing target according to the input information, and provides DNN setting information corresponding to the determined one-to-one pre-processing target to the AI one-to-one pre-processing unit 2112 . can

일 실시예에서, AI 설정부(2118)는 입력 정보의 적어도 일부를 제 1 부호화부(2114)로 전달하여 제 1 부호화부(2114)가 특정 값의 비트레이트, 특정 타입의 비트레이트 및 특정 코덱으로 제 1 영상(2015)을 제 1 부호화하게 할 수도 있다.In an embodiment, the AI setting unit 2118 transmits at least a portion of the input information to the first encoder 2114 so that the first encoder 2114 sets the bitrate of a specific value, the bitrate of a specific type, and the specific codec. may cause the first image 2015 to be first encoded.

일 실시예에서, AI 설정부(2118)는 압축률(예를 들어, 타겟 비트레이트), 압축 품질(예를 들어, 비트레이트 타입), 압축 히스토리 정보 및 원본 영상(2005)의 타입 중 적어도 하나에 기초하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수 있다.In one embodiment, the AI setting unit 2118 may be configured to at least one of a compression rate (eg, target bitrate), compression quality (eg, bitrate type), compression history information, and the type of the original image 2005 . Based on the one-to-one pre-processing target can be determined.

일 예에서, AI 설정부(2118)는 미리 설정되거나, 사용자로부터 입력받은 압축률 또는 압축 품질 등에 기반하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수 있다. In one example, the AI setting unit 2118 may determine a one-to-one preprocessing target based on a preset or a compression rate or compression quality input from a user.

다른 예로, AI 설정부(2118)는 AI 부호화 장치(2100)에 저장된 압축 히스토리 정보를 이용하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수도 있다. 예를 들어, AI 부호화 장치(2100)가 이용할 수 있는 압축 히스토리 정보에 따르면, 사용자가 선호하는 부호화 품질 또는 압축률 등이 결정될 수 있으며, 압축 히스토리 정보에 기초하여 결정된 부호화 품질 등에 따라 1대1 전처리 타겟이 결정될 수 있다. 예를 들면, 압축 히스토리 정보에 따라 가장 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질에 따라 제 1 영상(2015)의 해상도, 화질 등이 결정될 수 있다. As another example, the AI setting unit 2118 may determine a one-to-one preprocessing target using compression history information stored in the AI encoding apparatus 2100 . For example, according to the compression history information available to the AI encoding apparatus 2100, the encoding quality or compression ratio preferred by the user may be determined, and the one-to-one preprocessing target may be determined based on the encoding quality determined based on the compression history information. This can be determined. For example, the resolution and quality of the first image 2015 may be determined according to the encoding quality that has been most frequently used according to the compression history information.

또 다른 예로, AI 설정부(2118)는 압축 히스토리 정보에 따라 소정의 임계 값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질(예를 들면, 소정의 임계값보다 많이 이용된 적이 있는 부호화 품질의 평균 품질)에 기초하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수도 있다. As another example, the AI setting unit 2118 determines the encoding quality that has been used more than a predetermined threshold value (eg, average quality of encoding quality that has been used more than a predetermined threshold value) according to the compression history information. Based on the one-to-one pre-processing target may be determined.

또 다른 예로, AI 설정부(2118)는 원본 영상(2005)의 해상도, 타입(예를 들어, 파일의 형식)등에 기초하여 1대1 전처리 타겟을 결정할 수도 있다.As another example, the AI setting unit 2118 may determine a one-to-one preprocessing target based on the resolution and type (eg, file format) of the original image 2005 .

일 실시예에서, 원본 영상(2005)이 복수의 프레임으로 구성된 경우, AI 설정부(2118)는 소정 개수의 프레임 별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득하고, 독립적으로 획득한 DNN 설정 정보를 AI 1대1 전처리부(2112)로 제공할 수도 있다.In an embodiment, when the original image 2005 consists of a plurality of frames, the AI setting unit 2118 independently acquires DNN setting information for each predetermined number of frames, and sets the independently acquired DNN setting information to one AI. 1 may be provided to the pre-processing unit 2112 .

일 예시에서, AI 설정부(2118)는 원본 영상(2005)을 구성하는 프레임들을 소정 개수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수 있다. 각 그룹에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다. 그룹들에 포함된 프레임들의 개수는 그룹별로 동일하거나 상이할 수 있다.In one example, the AI setting unit 2118 may classify frames constituting the original image 2005 into a predetermined number of groups, and independently obtain DNN setting information for each group. The same or different DNN configuration information may be obtained for each group. The number of frames included in the groups may be the same or different for each group.

다른 예시에서, AI 설정부(2118)는 원본 영상(2005)을 구성하는 프레임별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 결정할 수 있다. 각각의 프레임에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 DNN 설정 정보가 획득될 수 있다.In another example, the AI setting unit 2118 may independently determine DNN setting information for each frame constituting the original image 2005 . The same or different DNN configuration information may be obtained for each frame.

AI 1대1 전처리의 기반이 되는 제 3 DNN(1610)의 예시적인 구조는 도 14를 참조하여 전술된 바, 생략한다.An exemplary structure of the third DNN 1610, which is the basis of the AI one-to-one preprocessing, has been described above with reference to FIG. 14, and thus will be omitted.

다시 도 21를 참조하면, AI 설정부(2118)는 AI 데이터를 데이터 처리부(2116)로 전달한다. AI 데이터는, AI 업스케일부(236)가 제 3 DNN의 1대1 전처리 타겟에 대응하는 업스케일 타겟으로 제 2 영상(2035)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. AI 1대1 전처리부(2112)로부터 1대1 전처리된 제 1 영상(2015)을 전달받은 제 1 부호화부(2114)는 주파수 변환 기반의 영상 압축 방법에 따라 제 1 영상(2015)을 제 1 부호화하여 제 1 영상(2015)이 가지는 정보량을 감축시킬 수 있다. 소정의 코덱(예를 들어, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1)을 통한 제 1 부호화 결과, 영상 데이터가 획득된다. 영상 데이터는 소정의 코덱의 규칙, 즉 신택스에 따라 획득된다. 예를 들어, 영상 데이터는 제 1 영상(2015)과 제 1 영상(2015)의 예측 데이터 사이의 차이인 잔차 데이터, 제 1 영상(2015)을 제 1 부호화하는데 이용된 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 제 1 영상(2015)을 제 1 부호화하는데 이용된 양자화 파라미터 관련 정보 등을 포함할 수 있다. 제 1 부호화부(2114)의 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터는 데이터 처리부(2116)로 제공된다. Referring back to FIG. 21 , the AI setting unit 2118 transmits AI data to the data processing unit 2116 . The AI data includes information enabling the AI upscaling unit 236 to AI upscale the second image 2035 to an upscaling target corresponding to the one-to-one preprocessing target of the third DNN. The first encoder 2114 receiving the one-to-one pre-processed first image 2015 from the AI one-to-one preprocessor 2112 converts the first image 2015 into the first image according to the frequency transformation-based image compression method. By encoding, the amount of information in the first image 2015 can be reduced. As a result of the first encoding through a predetermined codec (eg, MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, or AV1), image data is obtained. The image data is obtained according to a rule of a predetermined codec, that is, a syntax. For example, the image data includes residual data that is a difference between the first image 2015 and the prediction data of the first image 2015, prediction mode information used to first encode the first image 2015, motion information, and Information related to a quantization parameter used for first encoding the first image 2015 may be included. The image data obtained as a result of the first encoding by the first encoder 2114 is provided to the data processor 2116 .

데이터 처리부(2116)는 제 1 부호화부(2114)로부터 수신된 영상 데이터와 AI 설정부(2118)로부터 수신된 AI 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성한다. The data processing unit 2116 generates AI encoded data including the image data received from the first encoding unit 2114 and the AI data received from the AI setting unit 2118 .

일 실시예에서, 데이터 처리부(2116)는 영상 데이터와 AI 데이터를 각각 분리된 상태로 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, AI 데이터는 HDMI 스트림 내의 VSIF(Vendor Specific InfoFrame)에 포함될 수 있다.In an embodiment, the data processing unit 2116 may generate AI-encoded data including image data and AI data in a separate state. As an example, AI data may be included in a Vendor Specific InfoFrame (VSIF) in the HDMI stream.

다른 실시예에서, 데이터 처리부(2116)는 제 1 부호화부(2114)에 의한 제 1 부호화 결과로 획득되는 영상 데이터 내에 AI 데이터를 포함시키고, 해당 영상 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 데이터 처리부(2116)는 영상 데이터에 해당하는 비트스트림과 AI 데이터에 해당하는 비트스트림을 결합하여 하나의 비트스트림 형태의 영상 데이터를 생성할 수도 있다. 이를 위해, 데이터 처리부(2116)는 AI 데이터를 0 또는 1의 값을 갖는 비트들, 즉 비트스트림으로 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 처리부(2116)는 제 1 부호화 결과로 획득되는 비트스트림의 부가 정보 영역인 SEI(Supplemental enhancement information)에 AI 데이터에 해당하는 비트스트림을 포함시킬 수 있다. In another embodiment, the data processing unit 2116 may include AI data in image data obtained as a result of the first encoding by the first encoding unit 2114 and generate AI encoded data including the corresponding image data. . For example, the data processing unit 2116 may generate image data in the form of one bitstream by combining a bitstream corresponding to image data and a bitstream corresponding to AI data. To this end, the data processing unit 2116 may express AI data as bits having a value of 0 or 1, that is, a bitstream. In an embodiment, the data processing unit 2116 may include a bitstream corresponding to AI data in supplemental enhancement information (SEI) that is an additional information area of a bitstream obtained as a result of the first encoding.

AI 부호화 데이터는 전송부(2130)로 전송된다. 전송부(2130)는 네트워크를 통해 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 전송한다. AI-encoded data is transmitted to the transmitter 2130 . The transmitter 2130 transmits the AI encoded data obtained as a result of the AI encoding through a network.

일 실시예에서, AI 부호화 데이터는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium) 등을 포함하는 데이터 저장 매체에 저장될 수도 있다.In one embodiment, the AI encoded data is a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk. medium) may be stored in a data storage medium including

제 1 DNN(800)과 제 2 DNN(300)을 연계 훈련시킨 후, 제 3 DNN(1610)을 제 2 DNN(300)과 연계 훈련시키는 방법은 도 16 및 도 17에서 전술된 바, 생략한다.After the first DNN 800 and the second DNN 300 are jointly trained, the method of jointly training the third DNN 1610 with the second DNN 300 is omitted as described above in FIGS. 16 and 17 . .

한편, 상술한 본 개시의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램 또는 인스트럭션으로 작성가능하고, 작성된 프로그램 또는 인스트럭션은 매체에 저장될 수 있다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present disclosure can be written as a program or instruction that can be executed in a computer, and the written program or instruction can be stored in a medium.

매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램 또는 인스트럭션을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The medium may continuously store a program or instructions executable by a computer, or may be a temporary storage for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, it is not limited to a medium directly connected to any computer system, and may exist distributed on a network. Examples of the medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and those configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, examples of other media may include recording media or storage media managed by an app store that distributes applications, sites that supply or distribute various other software, or servers.

한편, 상술한 DNN과 관련된 모델은, 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈(예를 들어, 명령어(instruction)를 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, DNN 모델은 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다.Meanwhile, the above-described DNN-related model may be implemented as a software module. When implemented as a software module (eg, a program module including instructions), the DNN model may be stored in a computer-readable recording medium.

또한, DNN 모델은 하드웨어 칩 형태로 집적되어 전술한 AI 복호화 장치(200) 또는 AI 부호화 장치(600)의 일부가 될 수도 있다. 예를 들어, DNN 모델은 인공 지능을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예를 들어, CPU 또는 애플리케이션 프로세서) 또는 그래픽 전용 프로세서(예를 들어, GPU)의 일부로 제작될 수도 있다.In addition, the DNN model may be integrated in the form of a hardware chip to become a part of the aforementioned AI decoding apparatus 200 or AI encoding apparatus 600 . For example, a DNN model may be built in the form of a dedicated hardware chip for artificial intelligence, or as part of an existing general-purpose processor (eg, CPU or application processor) or graphics-only processor (eg, GPU). it might be

또한, DNN 모델은 다운로드 가능한 소프트웨어 형태로 제공될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 제조사 또는 전자 마켓을 통해 전자적으로 배포되는 소프트웨어 프로그램 형태의 상품(예를 들어, 다운로드 가능한 애플리케이션)을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, 소프트웨어 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 제조사 또는 전자 마켓의 서버, 또는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.In addition, the DNN model may be provided in the form of downloadable software. The computer program product may include a product (eg, a downloadable application) in the form of a software program distributed electronically through a manufacturer or an electronic market. For electronic distribution, at least a portion of the software program may be stored in a storage medium or may be temporarily generated. In this case, the storage medium may be a server of a manufacturer or an electronic market, or a storage medium of a relay server.

이상, 본 개시의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 개시의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 개시의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.In the above, the technical idea of the present disclosure has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the technical idea of the present disclosure is not limited to the above embodiments, and those of ordinary skill in the art within the scope of the technical spirit of the present disclosure Various modifications and changes are possible by the person.

Claims (15)

하나 이상의 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
원본 영상의 해상도의 크기를 판단하고,
상기 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값보다 크면, 다운스케일용 DNN을 통해 상기 원본 영상으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상을 획득하고,
상기 원본 영상의 해상도가 상기 미리정해진 값 이하이면, 업스케일을 위한 1대1 전처리(pre-process)용 DNN을 통해 상기 원본 영상으로부터 AI 1대1 전처리된 제 1 영상을 획득하고,
상기 제 1 영상을 제 1 부호화하여 영상 데이터를 생성하고,
상기 AI 다운스케일과 관련된 정보 또는 상기 AI 1대1 전처리와 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터 및 상기 영상 데이터를 전송하고,
상기 AI 데이터는, 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보의 선택을 위한 정보를 포함하고, 상기 제 2 영상은, 상기 영상 데이터의 제 1 복호화를 통해 생성되며,
상기 다운스케일용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 다운스케일용 DNN과 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 제1 연계 훈련을 통해 획득되고,
상기 1대1 전처리용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 제 1 연계 훈련을 통해 획득된 상기 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제2 연계 훈련을 통해 획득되고,
상기 제 1 연계 훈련 과정에서, 상기 업스케일용 DNN의 파라미터들가 갱신되면, 상기 제 2 연계 훈련 과정에서 상기 1대1 전처리용 DNN의 파라미터들도 갱신되는 것을 특징으로 하는 영상의 AI 부호화 장치.
a memory storing one or more instructions; and
a processor executing the one or more instructions stored in the memory;
The processor is
Determining the size of the resolution of the original video,
If the resolution of the original image is greater than a predetermined value, the AI downscaled first image is acquired from the original image through DNN for downscaling,
When the resolution of the original image is less than or equal to the predetermined value, the AI 1-to-1 pre-processed first image is obtained from the original image through DNN for one-to-one pre-processing for upscaling,
generating image data by first encoding the first image;
Transmitting AI data and the image data including information related to the AI downscaling or information related to the AI one-to-one preprocessing,
The AI data includes information for selecting DNN setting information of the DNN for upscaling for AI upscaling of the second image, and the second image is generated through the first decoding of the image data,
The DNN setting information of the DNN for downscaling is obtained through a first joint training of the DNN for downscaling and the DNN for upscaling for AI upscaling of the second image,
The DNN setting information of the DNN for the one-to-one preprocessing is the first of the DNN for the one-to-one preprocessing and the DNN for the upscaling by using the DNN setting information of the DNN for the upscaling obtained through the first joint training. 2 Acquired through joint training,
The AI encoding apparatus of an image, characterized in that if the parameters of the DNN for upscaling are updated in the first joint training process, the parameters of the DNN for one-to-one preprocessing are also updated in the second joint training process.
제1항에 있어서,
상기 1대1 전처리용 DNN은 상기 원본 영상과 동일한 해상도를 유지하면서 상기 원본 영상의 특징들을 강화하는 것을 특징으로 하는 영상의 AI 부호화 장치.
According to claim 1,
The AI encoding apparatus of an image, wherein the DNN for one-to-one preprocessing enhances features of the original image while maintaining the same resolution as that of the original image.
제1항에 있어서,
상기 다운스케일용 DNN 및 상기 업스케일용 DNN은,
상기 업스케일용 DNN으로부터 출력되는 제 1 훈련 영상과 AI 다운스케일되기 전의 원본 훈련 영상 간의 비교 결과에 대응하는 제 1 손실 정보에 기초하여 훈련되는 것을 특징으로 하는 AI 부호화 장치.
According to claim 1,
The DNN for the downscaling and the DNN for the upscaling are,
AI encoding apparatus, characterized in that trained based on the first loss information corresponding to the comparison result between the first training image output from the upscale DNN and the original training image before AI downscale.
제3항에 있어서,
상기 다운스케일용 DNN은,
상기 원본 훈련 영상에 대응하는 축소 훈련 영상과 상기 다운스케일용 DNN으로부터 출력되는 제 2 훈련 영상 사이의 비교 결과에 대응하는 제 2 손실 정보 및 상기 제 2 훈련 영상의 공간적 복잡도에 대응하는 제 3 손실 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 훈련되는 것을 특징으로 하는 AI 부호화 장치.
4. The method of claim 3,
The downscale DNN is,
Second loss information corresponding to a comparison result between the reduced training image corresponding to the original training image and the second training image output from the downscale DNN and third loss information corresponding to the spatial complexity of the second training image AI encoding apparatus, characterized in that it is trained by further considering at least one of.
제1항에 있어서,
상기 1대1 전처리용 DNN은,
원본 훈련 영상에 대응하는 축소 훈련 영상을 입력으로 하여 상기 1대1 전처리용 DNN 및 상기 업스케일용 DNN으로부터 출력되는 제 4 훈련 영상과 상기 원본 훈련 영상 사이의 비교 결과에 대응하는 제4 손실 정보를 고려하여 훈련되는 것을 특징으로 하는 AI 부호화 장치.
According to claim 1,
The DNN for the one-to-one preprocessing is,
Taking the reduced training image corresponding to the original training image as input, the fourth loss information corresponding to the comparison result between the fourth training image and the original training image output from the one-to-one preprocessing DNN and the upscaling DNN AI encoding device, characterized in that it is trained in consideration.
제1항에 있어서,
상기 미리정해진 값의 해상도는 2K(2048 * 1080)인 것은 특징으로 하는 AI 부호화 장치.
According to claim 1,
The AI encoding device, characterized in that the resolution of the predetermined value is 2K (2048 * 1080).
제1항에 있어서,
상기 미리정해진 값의 해상도는 4K(4096 * 2160)인 것은 특징으로 하는 AI 부호화 장치.
According to claim 1,
The AI encoding apparatus, characterized in that the resolution of the predetermined value is 4K (4096 * 2160).
제1항에 있어서,
상기 제 1 연계 훈련 과정에서, 상기 업스케일용 DNN 및 상기 다운스케일용 DNN 중 어느 하나의 DNN의 파라미터들이 갱신되는 경우, 다른 하나의 DNN의 파라미터들도 갱신되는 것을 특징으로 하는 AI 부호화 장치.
According to claim 1,
In the first joint training process, when parameters of any one of the DNN for upscaling and the DNN for downscaling are updated, parameters of the other DNN are also updated.
삭제delete 하나 이상의 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
제 1 영상의 제 1 부호화 결과 생성된 영상 데이터 및 원본 영상으로부터 상기 제 1 영상으로의 AI 다운스케일 또는 AI 1대1 전처리와 관련된 AI 데이터를 획득하고,
상기 영상 데이터를 제 1 복호화하여 상기 제 1 영상에 대응하는 제 2 영상을 획득하고,
복수의 DNN 설정 정보 중 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를, 상기 AI 데이터에 기초하여 획득하고,
상기 획득된 DNN 설정 정보로 동작하는 업스케일용 DNN(Deep Neural Network)을 통해 상기 제 2 영상으로부터 AI 업스케일된 제 3 영상을 생성하되,
상기 복수의 DNN 설정 정보는, 상기 업스케일용 DNN과 상기 원본 영상의 AI 다운스케일에 이용되는 다운스케일용 DNN의 제1 연계 훈련과,
상기 제1 연계 훈련 결과 획득된 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 원본 영상의 AI 1대1 전처리에 이용되는 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제2 연계 훈련을 통해 획득되고,
상기 제 1 연계 훈련 과정에서, 상기 업스케일용 DNN의 파라미터들가 갱신되면, 상기 제 2 연계 훈련 과정에서 상기 1대1 전처리용 DNN의 파라미터들도 갱신되는 것을 특징으로 하는 AI 복호화 장치.
a memory storing one or more instructions; and
a processor executing the one or more instructions stored in the memory;
The processor is
Obtaining AI data related to AI downscaling or AI one-to-one preprocessing from the image data generated as a result of the first encoding of the first image and the original image to the first image,
obtaining a second image corresponding to the first image by first decoding the image data;
Obtaining DNN setting information for AI upscaling of the second image among a plurality of DNN setting information, based on the AI data,
An AI upscaled third image is generated from the second image through a deep neural network (DNN) for upscaling that operates with the obtained DNN setting information,
The plurality of DNN setting information includes a first joint training of the DNN for upscaling and the DNN for downscaling used for AI downscaling of the original video,
Using the DNN setting information for AI upscaling obtained as a result of the first linked training, the second linked training of the DNN for one-to-one preprocessing used for AI one-to-one preprocessing of the original image and the DNN for upscaling obtained through
The AI decoding apparatus according to claim 1, wherein when the parameters of the upscaling DNN are updated in the first joint training process, the parameters of the one-to-one preprocessing DNN are also updated in the second joint training process.
제10항에 있어서,
상기 1대1 전처리용 DNN은 상기 원본 영상과 동일한 해상도를 유지하면서 상기 원본 영상의 특징들을 강화하는 것을 특징으로 하는 영상의 AI 복호화 장치.
11. The method of claim 10,
The AI decoding apparatus of an image, wherein the DNN for one-to-one preprocessing enhances features of the original image while maintaining the same resolution as that of the original image.
영상의 AI 부호화 방법에 있어서,
원본 영상의 해상도를 판단하는 단계;
상기 원본 영상의 해상도가 미리정해진 값 이하이면, 업스케일을 위한 1대1 전처리용 DNN을 통해 AI 1대1 전처리된 제 1 영상을 획득하는 단계;
상기 원본 영상의 해상도가 상기 미리정해진 값보다 크면, 다운스케일용 DNN을 통해 원본 영상으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상을 획득하는 단계;
상기 제 1 영상을 제 1 부호화하여 영상 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 AI 1대1 전처리와 관련된 정보 또는 상기 AI 다운스케일과 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터 및 상기 영상 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 AI 데이터는, 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보의 선택을 위한 정보를 포함하고, 상기 제 2 영상은, 상기 영상 데이터의 제 1 복호화를 통해 생성되며,
상기 다운스케일용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 다운스케일용 DNN과 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 업스케일용 DNN의 제1 연계 훈련을 통해 획득되고,
상기 1대1 전처리용 DNN의 DNN 설정 정보는, 상기 제 1 연계 훈련을 통해 획득된 상기 업스케일용 DNN의 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제 2 연계 훈련을 통해 획득되고,
상기 제 1 연계 훈련 과정에서, 상기 업스케일용 DNN의 파라미터들가 갱신되면, 상기 제 2 연계 훈련 과정에서 상기 1대1 전처리용 DNN의 파라미터들도 갱신되는 것을 특징으로 하는 영상의 AI 부호화 방법.
In the AI encoding method of an image,
determining the resolution of the original image;
if the resolution of the original image is less than or equal to a predetermined value, acquiring a first image preprocessed by AI one-to-one through DNN for one-to-one preprocessing for upscaling;
if the resolution of the original image is greater than the predetermined value, obtaining an AI downscaled first image from the original image through a downscaling DNN;
generating image data by first encoding the first image; and
Transmitting AI data and the image data including information related to the AI one-to-one pre-processing or information related to the AI downscaling,
The AI data includes information for selecting DNN setting information of the DNN for upscaling for AI upscaling of the second image, and the second image is generated through the first decoding of the image data,
The DNN setting information of the DNN for downscaling is obtained through a first joint training of the DNN for downscaling and the DNN for upscaling for AI upscaling of the second image,
The DNN setting information of the DNN for the one-to-one preprocessing is the first of the DNN for the one-to-one preprocessing and the DNN for the upscaling by using the DNN setting information of the DNN for the upscaling obtained through the first joint training. 2 Acquired through joint training,
The AI encoding method of an image, characterized in that if the parameters of the DNN for upscaling are updated in the first joint training process, the parameters of the DNN for one-to-one preprocessing are also updated in the second joint training process.
제12항에 있어서,
상기 1대1 전처리용 DNN은 상기 원본 영상과 동일한 해상도를 유지하면서 상기 원본 영상의 특징들을 강화하는 것을 특징으로 하는 영상의 AI 부호화 방법.
13. The method of claim 12,
The AI encoding method of an image, wherein the DNN for one-to-one preprocessing enhances features of the original image while maintaining the same resolution as that of the original image.
영상의 AI 복호화 방법에 있어서,
제 1 영상의 제 1 부호화 결과 생성된 영상 데이터 및 원본 영상으로부터 상기 제 1 영상으로의 AI 다운스케일 또는 AI 1대1 전처리와 관련된 AI 데이터를 획득하는 단계;
상기 영상 데이터를 제 1 복호화하여 상기 제 1 영상에 대응하는 제 2 영상을 획득하는 단계;
복수의 DNN 설정 정보 중 상기 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를, 상기 AI 데이터에 기초하여 획득하는 단계; 및
상기 획득된 DNN 설정 정보로 동작하는 업스케일용 DNN(Deep Neural Network)을 통해 상기 제 2 영상으로부터 AI 업스케일된 제 3 영상을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 DNN 설정 정보는, 상기 업스케일용 DNN과 상기 원본 영상의 AI 다운스케일에 이용되는 다운스케일용 DNN의 제 1 연계 훈련과,
상기 제1 연계 훈련 결과 획득된 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보를 이용하여, 상기 원본 영상의 AI 1대1 전처리에 이용되는 1대1 전처리용 DNN과 상기 업스케일용 DNN의 제2 연계 훈련을 통해 획득되고,
상기 제 1 연계 훈련 과정에서, 상기 업스케일용 DNN의 파라미터들가 갱신되면, 상기 제 2 연계 훈련 과정에서 상기 1대1 전처리용 DNN의 파라미터들도 갱신되는 것을 특징으로 하는 AI 복호화 방법.
In the AI decoding method of an image,
acquiring AI data related to AI downscaling or AI one-to-one preprocessing from the image data generated as a result of the first encoding of the first image and the original image to the first image;
obtaining a second image corresponding to the first image by first decoding the image data;
obtaining DNN setting information for AI upscaling of the second image from among a plurality of DNN setting information, based on the AI data; and
Generating an AI upscaled third image from the second image through a deep neural network (DNN) for upscaling that operates with the obtained DNN setting information,
The plurality of DNN setting information includes a first associated training of the DNN for upscaling and the DNN for downscaling used for AI downscaling of the original image,
Using the DNN setting information for AI upscaling obtained as a result of the first linked training, the second linked training of the DNN for one-to-one preprocessing used for AI one-to-one preprocessing of the original image and the DNN for upscaling obtained through
In the first joint training process, if the parameters of the DNN for upscaling are updated, the parameters of the DNN for one-to-one preprocessing are also updated in the second joint training process.
제12항의 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of claim 12.
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