KR102573577B1

KR102573577B1 - 영상 처리 방법, 프레임 율 변환 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR102573577B1
Application number: KR1020160017427A
Authority: KR
Inventors: 이영렬; 김남욱
Original assignee: 세종대학교산학협력단
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2023-08-31
Also published as: KR20170095671A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 프레임 율 변환 방법은, 보간 프레임 내 현재 블록이 오클루전 영역(occlusion area)에 해당하는지 결정하는 단계; 상기 오클루전 영역에 해당하는지 여부에 따라 상기 현재 블록의 보간 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 보간 모드에 따라 상기 현재 블록을 보간하는 단계; 상기 오클루전 영역에 해당하는 경우, 상기 보간된 현재 블록과 그 인접 블록간 경계선으로부터, 경계 픽셀들을 식별하는 단계; 상기 경계 픽셀들의 부호화 변환값의 에너지 분포에 따라 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 디블록킹 모드에 따라 상기 보간된 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링을 처리하는 단계를 포함한다.

Description

영상 처리 방법, 프레임 율 변환 방법 및 그 장치{A METHOD FOR PROCESSING A VIDEO, A METHOD AND AN APPARATUS FOR FRAME RATE CONVERSION}

본 발명은 비디오 시퀀스를 처리하는 영상 처리 방법과, 프레임 율을 변환하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 2015년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구로부터 도출된 것이다(NRF-2015R1A2A2A01006085).

최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.

영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 샘플을 예측하는 인터예측 기술, 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플을 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 샘플을 예측하는 인트라 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.

다만, 최근의 고효율 영상 압축 및 복원 기술 등의 영상 처리 기술이 발달하고는 있으나, 프레임 율 또는 해상도 업스케일링등의 새로운 영상 복원 기술이 등장하고, 처리해야 할 영상 데이터는 점점 고해상도, 고프레임화 되고 있어서, 필연적으로 증가하게 되는 연산량 및 에러량과 블록 왜곡 등을 효율적으로 처리하는 방안 마련이 미비한 실정이다.

본 발명은 영상 처리에 있어서, 복원 샘플의 블록간 경계로부터 발생되는 블록 왜곡을 제거하기 위한 디블록킹 필터를 경계 픽셀들의 주파수 변환 영역에서의 에너지 분포에 따라 적응적으로 결정하여 에러를 최소화하고 연산 효율이 좋은 영상 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 비디오 신호의 보간 처리에 있어서, 보간 프레임의 오클루전 영역을 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 비디오 신호의 처리에 있어서, 오클루전 영역인지 여부에 따라 보간 모드 및 디블록킹 모드를 적응적으로 이용하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 프레임 율 변환 방법에 있어서, 보간 프레임 내 현재 블록이 오클루전 영역(occlusion area)에 해당하는지 결정하는 단계; 상기 오클루전 영역에 해당하는지 여부에 따라 상기 현재 블록의 보간 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 보간 모드에 따라 상기 현재 블록을 보간하는 단계; 상기 오클루전 영역에 해당하는 경우, 상기 보간된 현재 블록과 그 인접 블록간 경계선으로부터, 경계 픽셀들을 식별하는 단계; 상기 경계 픽셀들의 부호화 변환값의 에너지 분포에 따라 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 디블록킹 모드에 따라 상기 보간된 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링을 처리하는 단계를 포함한다.

또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 프레임 율 변환 장치에 있어서, 보간 프레임 내 현재 블록이 오클루전 영역(occlusion area)에 해당하는지 결정하고, 상기 오클루전 영역에 해당하는지 여부에 따라 상기 현재 블록의 보간 모드를 결정하며, 상기 결정된 보간 모드에 따라 상기 현재 블록을 보간하는 인터 예측부; 및 상기 오클루전 영역에 해당하는 경우, 상기 보간된 현재 블록과 그 인접 블록간 경계선으로부터, 경계 픽셀들을 식별하고, 상기 경계 픽셀들의 주파수 변환 영역에서의 에너지 분포에 따라 디블록킹 필터링 모드를 결정하며, 상기 결정된 디블록킹 모드에 따라 상기 보간된 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링을 처리하는 필터부를 포함한다.

한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 영상 처리 방법에 있어서, 영상 정보의 예측 모드 부호화에 따라, 복원 샘플을 생성하는 단계; 상기 복원 샘플의 블록간 경계로부터 발생되는 블록 왜곡을 제거하기 위한 디블록킹 필터를 적용하는 단계를 포함하고, 상기 적용하는 단계는, 현재 블록과 그 인접 블록간 경계선으로부터, 경계 픽셀들을 식별하는 단계; 상기 경계 픽셀들의 주파수 변환 영역에서의 에너지 분포에 따라 상기 현재 블록의 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 디블록킹 모드에 따라 상기 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링을 처리하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은 그 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 기록 매체로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 복원 샘플 또는 보간 프레임의 블록간 경계로부터 발생되는 블록 왜곡을 제거하기 위한 디블록킹 필터를 경계 픽셀들의 주파수 변환 영역에서의 에너지 분포에 따라 적응적으로 결정하여 에러를 최소화하고 연산 효율이 좋은 영상 처리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 현재 블록에 인접하고, 미리 영상 처리된 상단 및 좌측 인접 블록들의 모션 벡터를 이용함으로써 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지를 보다 효율적이고 정확하게 결정할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따르면, 양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드와 비-양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드를 적응적으로 이용하고, 보간된 블록에 대해 경계 픽셀들의 부호화 변환값의 에너지 분포에 따라 디블록킹 필터링 모드를 적응적으로 처리하여, 보간 프레임의 에러 및 블록킹 아티팩트(blocking artifacts)를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일실시예에 따른 영상 부호화 장치의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 일실시예에 따른 영상 복호화 장치의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 비디오 시퀀스의 프레임 레이트를 변환하는 방법을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 제1 보간 모드에 따른 보간 프레임 생성 방법을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 블록의 영상 특성에 따른 보간 모드에 기초하여 현재 블록을 보간하는 방법을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 보간 프레임의 현재 블록이 오클루전영역에 해당하는지 여부를 결정하는 방법을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보간 프레임의 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부를 결정하는 과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 방법을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 경계 픽셀 영역을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 경계 픽셀 영역의 주파수 영역에서의 에너지 분포를 측정하기 위한 변환계수별 베이시스 벡터를 예시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 정수 스케일링된 이산 코사인 변환 커널의 예시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있는 것을 의미할 수도 있고, 중간에 다른 구성 요소가 존재하는 것을 의미할 수도 있다. 아울러, 본 명세서에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.

본 발명의 실시 예에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성을 다른 구성으로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성은 제2 구성으로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성도 제1 구성으로 명명될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성 단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 하나의 구성부를 이루거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.

통상, 부호화 장치는 인코딩 과정과 디코딩 과정을 포함하고, 복호화 장치는 디코딩 과정을 구비한다. 복호화 장치의 디코딩 과정은 부호화 장치의 디코딩 과정과 동일할 수 있다.

또한, 부호화 장치 및 복호화 장치는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 율 변환 기능을 포함할 수 있다. 이에 따라, 비디오 시퀀스의 프레임 율이 변환되는 경우, 영상 부호화 장치 및 복호화 장치는 프레임 율 변환 장치로도 호칭될 수 있다. 본 명세서에서는 주로 영상 부호화 장치(100)로 설명하고 있으나, 좁게는 프레임 율 보간 장치(100)로, 넓게는 영상 처리 장치(100)에서도 동일한 기능 처리가 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 영상부호화 장치의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐분할부(110), 인터예측부(120),인트라예측부(125),변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있으며, 필터부(150)는 디블록킹 모드 결정부(151)를 포함할 수 있다.

도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

픽쳐분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 여기서, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일수도 있다. 픽쳐분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고, 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 최적의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.

예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다.

픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인(recursive) 트리 구조를 사용할 수 있다. 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위를 루트(root)로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼 자식(child) 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프(leaf) 노드가 될 수 있다.

부호화 단위는 대칭적인 파티션으로 분할될 수도 있고, 비대칭적인 파티션으로 분할될 수도 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위의 의미를 부호화를 하는 단위라는 의미로 사용할 수도 있고, 또는 복호화를 하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.

예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할되거나, 또는 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 하나의 예측 단위의 형태가 다른 예측 단위의 형태와 다른 형태를 가지고 분할될 수 있다.

인터예측부(120)는 출력 순서상 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐를 기초로 예측 단위를 예측할 수 있다. 인터예측부(120)는 참조 픽쳐보간부 및 움직임 추정부를 포함할 수 있다.

참조 픽쳐보간부에서는 메모리(150)로부터 참조 픽쳐를 제공받고, 참조 픽쳐에서 정수 샘플 이하의 샘플을 생성할 수 있다. 휘도(brightness) 성분(component)의 경우, 1/4 샘플 단위로 정수 샘플 이하의 샘플을 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)를 사용할 수 있다. 색차(chrominance) 성분의 경우 1/8 샘플 단위로 정수 샘플 이하의 샘플을 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCTbased Interpolation Filter)를 사용할 수 있다.

움직임 추정부는 참조 픽쳐보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 움직임 추정을 수행할 수 있다. 움직임 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 샘플 단위의 움직임 벡터값을 가질 수 있다. 움직임 추정부에서는 움직임 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 움직임 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

인트라예측부(125)는 현재 블록의 주변에 위치한 참조 샘플을 기초로 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다. 만일, 참조 샘플이 가용하지 않은 경우, 가용하지 않은 참조 샘플을 가용한 참조 샘플들 중 적어도 하나의 참조 샘플로 대체하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 이웃(neighbor) 블록이 인터 예측을 수행한 블록인 경우, 상기 이웃 블록에 포함되는 샘플은 현재 블록의 인트라 예측에 이용되지 아니하도록 제한될 수 있다. 이 경우, 상기 이웃 블록에 포함된 샘플을 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 샘플로 대체하여 사용할 수 있다.

인트라 예측에서의 인트라 예측 모드는 참조 샘플을 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 방향성 정보을 사용하지 않는 비방향성 예측 모드를 가질 수 있다. 휘도성분을 예측하기 위한 모드와 색차성분을 예측하기 위한 인트라 예측 모드가 상이할 수 있다. 색차성분을 예측하기 위해 휘도성분을 예측하기 위해 사용한인트라 예측 모드를 이용할 수도 있고, 복원된 휘도 성분을 이용할 수도 있다.

인트라 예측 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 샘플, 좌측 상단에 존재하는 샘플, 상단에 존재하는 샘플을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 상기 예측 단위는 변환 단위 별로 인트라 예측을 수행할 수 있고, 이 경우 변환 단위에 인접한(adjacent) 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.

현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 유도(derive)할 수도 있고, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 직접 부호화하여 전송할 수도 있다.

인터예측부(120) 또는 인트라예측부(125)에서 생성된 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록의 차이인 잔차(residual) 블록을 생성할 수 있다. 상기 잔차 블록은 예측 단위의 예측 샘플과 원본 블록의 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 포함할 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 변환부(130)에서는 잔차블록에 포함된 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수를 생성할 수 있다. 변환 기법으로 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)가 적응적으로 이용될 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 DST를 적용할지는 예측 단위의 예측 모드(즉, 인터 예측 또는 인트라 예측), 변환 단위의 크기 중 적어도 하나를 고려하여 결정될 수 있다.

양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값(즉, 변환 계수)을 양자화하여 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다. 양자화에 이용되는 양자화 파라미터는 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 가변적으로 설정될 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값 즉, 양자화된 변환 계수는 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.

재정렬부(160)는 양자화된 변환 계수에 대해 재정렬을 수행할 수 있다. 구체적으로, 재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태의 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 제트 스캔(z scan) 방법에 따라 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 양자화된 변환 계수를 1차원 벡터 형태로 배열시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔 방법, 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔 방법, 대각선 방향으로 스캔하는 대각선 스캔 방법이 적응적으로 사용될 수도 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 양자화된 변환 계수, 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 움직임 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)에서는 가변 길이 부호화 테이블(Variable Length Coding Table)과 같은 엔트로피 부호화를 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고 저장된 가변 길이 부호화 테이블을 사용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화를 수행함에 있어서 테이블에 포함된 일부의 코드 워드(Codeword)에 카운터(Counter)를 이용한 방법 또는 직접 교환(Direct Swapping)방법을 사용하여 해당 정보의 코드 번호에 대한 코드 워드 할당을 변화시킬 수 있다.

예를 들어, 코드 번호와 코드 워드를 매핑하는 테이블에서 적은 비트수의 코드 워드가 할당된 상위 몇 개의 코드 번호의 경우, 카운터를 사용해 코드 번호의 합산된 발생 횟수가 가장 많은 코드 번호에 짧은 길이의 코드 워드를 할당할 수 있도록 코드 워드와 코드 번호를 매핑하는 테이블의 매핑 순서를 적응적으로 바꿀 수 있다.

카운터에서 카운팅된 횟수가 소정의 임계값(threshold)에 이른 경우, 카운터에 기록된 카운팅 횟수를 반으로 나누어 다시 카운팅을 수행할 수 있다.

카운팅을 수행하지 않는 테이블 내의 코드 번호는 직접 변환(Direct Swapping) 방법을 사용하여 코드 번호에 해당하는 정보가 발생할 경우, 바로 위의 코드 번호와 자리를 변환하는 방법을 통해 해당 코드 번호에 할당되는 비트 수를 적게하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.

양자화부(140)에서는 양자화부(135)에서 전송된 양자화된 변환 계수를 역양자화하여 변환 계수를 생성하고, 역변환부(145)에서는 역양자화부(140)에서 전송된 변환 계수를 역변환하여 잔차 블록의 레지듀얼 샘플을 복원할 수 있다.

상기 잔차 블록의 레지듀얼 샘플은 인터예측부(120) 또는 인트라예측부(125)를 통해서 예측된 예측 단위의 예측 샘플과 합쳐져 복원 샘플을 생성할 수 있다.

필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에서 필터부(150)는 디블록킹 필터 모드를 결정하기 위한 디블록킹 모드 결정부(151)를 더 포함할 수 있다.

디블록킹 모드 결정부(151)는 복원 샘플 또는 보간 프레임의 현재 블록에 대해 경계 픽셀 그룹을 식별하고 상기 경계 픽셀 그룹의 이산 코사인 변환에 따라 획득되는 변환 계수들로부터 에너지 분포값을 산출하며, 상기 에너지 분포값과 기준값을 비교하여, 상기 제1 픽셀 그룹에 대응한 디블록킹 필터링 모드를 제1 디블록킹 필터링 모드 또는 제2 디블록킹 필터링 모드로 결정할 수 있다.

여기서, 상기 제1 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 경계 픽셀 그룹의 모든 픽셀에 대응하여 강한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드이며, 상기 제2 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 경계 픽셀 그룹 중 상기 경계선 영역의 일부 픽셀에 대응하여 약한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드일 수 있다.

그리고, 디블록킹 필터는 상기 결정된 디블록킹 모드에 따라 복원된 픽쳐 또는 보간된 프레임에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 적응적으로 제거할 수 있다. 또한, 디블록킹 필터는 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 방향 필터링 및 수평 방향 필터링을 수행하는 경우, 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.

오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 샘플 값의 범위를 일정한 수의 밴드로 나누고, 각 밴드 별로 오프셋을 정의할 수 있다. 따라서, 특정 밴드에 속하는 샘플에 대해서 특정 밴드에 대응하는 오프셋을 적용할 수 있다. 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용할 수도 있다.

ALF (Adaptive Loop Filter)는 필터링한 복원 영상과 원본 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF의 크기 및 필터 계수는 달라질 수 있다. ALF는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 필터에 그에 따라 포함되는 필터 계수의 개수도 달라질 수 있다. 이러한 ALF의 필터링 관련 정보(필터 계수 정보, ALF On/Off 정보, 필터 형태 정보)는 비트스트림에서 소정의 파라미터 셋에 포함되어 전송될 수 있다.

메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 인터예측부(120) 또는 인트라예측부(125)에 제공될 수 있다. 또는, 인트라예측부(125)에 제공되는 복원 블록은 필터부(150)를 통해 필터링되지 아니한 것일 수도 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 영상 복호화 장치의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 인터예측부(230), 인트라예측부(235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함할 수 있다.

영상 부호화 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화 장치와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 엔트로피 부호화를 수행하기 위해 사용된 VLC 테이블은 엔트로피 복호화부에서도 동일한 가변 길이 부호화 테이블로 구현되어 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 복호화부(210)에서 복호화된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 인터예측부(230) 또는 인트라예측부(235)로 제공되고, 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화를 수행하여 획득되는 양자화된 변환 계수는 재정렬부(215)로 입력될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)에서도 엔트로피 부호화부와 마찬가지로 카운터(Counter) 또는 직접 변환(Direct Swapping) 방법을 이용해 코드 워드 할당 테이블을 변화시킬 수 있고, 변화된 코드 워드 할당 테이블에 기초하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다. 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치에서 인트라 예측 및 인터 예측을 수행시 소정의 제약이 있는 경우, 이러한 제약을 기초로 한 엔트로피 복호화를 수행해 현재 블록에 대한 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 제공받을 수 있다.

재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 영상 부호화 장치에서 이용된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.

역양자화부(220)는 영상 부호화 장치에서 이용된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수를 기초로 역양자화를 수행하여 변환 계수를 획득할 수 있다.

역변환부(225)는 역양자화부(220)로부터 전송된 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 샘플을 복원할 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치의 변환부에서 수행한 DCT 또는 DST에 대응하여 역 DCT 또는 역 DST이 이용될 수 있다. 현재 블록의 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 중 적어도 하나에 따라 역 DCT 또는 역DST이 선택적으로 수행될 수 있다. 역변환은 영상 부호화 장치에서 결정된 변환 단위를 기초로 수행될 수도 있고, 변환 단위가 아닌 부호화 단위를 기준으로 변환을 수행할 수도 있다.

인터예측부(230)는 영상 부호화 장치에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다.

인터예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 움직임 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode) 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.

인트라예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플을 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라예측부(235)는 AIS 필터, 참조 샘플보간부 및 DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 예측 단위의 참조 샘플에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 인트라예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 인트라예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 참조 샘플에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 예측 단위의 인트라예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.

참조 샘플보간부는 현재 예측 단위의 인트라예측 모드가 보간된참조 샘플을 기초로 인트라 예측을 수행하는 모드일 경우, 참조 샘플을 보간하여 정수값 이하의 샘플 단위의 참조 샘플을 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 인트라예측 모드가 참조 샘플을 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 모드일 경우, 참조 샘플은 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 인트라예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.

복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.

또한, 필터부(240)는 영상 부호화 장치로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 디블록킹 모드에 대한 정보를 포함하는 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받을 수 있다.

영상 복호화 장치의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화 장치에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고, 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹필터링을 수행할 수 있다. 영상 부호화 장치에서와 마찬가지로 우선 수직 디블록킹필터링 및 수평 디블록킹필터링을 수행하되, 겹치는 부분에 있어서는 수직 디블록킹 및 수평 디블록킹 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 수직 디블록킹필터링 및 수평 디블록킹필터링이 겹치는 부분에서 이전에 수행되지 못한 수직 디블록킹필터링 또는 수평디블록킹필터링이 수행될 수 있다. 이러한 디블록킹필터링 과정을 통해서 디블록킹 필터링의 병행 처리(Parallel Processing)가 가능하다.

오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋보 을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.

ALF는 필터링을 수행 후 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 ALF를 적용할 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.

메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화 뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 도 3내지 도 8에서 설명하는 두개의 후보 인트라 예측 모드를 이용한 인트라 예측 모드의 부/복호화 방법은 도 1 및 도 2에서 전술한 각 모듈의 기능에서 맞게 구현될 수 있고

이러한 부호화기 및 복호화기는 본 발명의 권리범위에 포함된다.

도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 비디오 시퀀스의 프레임 레이트를 변환하는 방법을 도시한 것이다.

본 발명이 실시 예에 따르면, 영상 복호화 장치(200)는 시간적으로 인접한 2개의 프레임(ft, ft-1)을 이용하여 보간 프레임(fIP)을 생성할 수 있다. 상기 보간 프레임은 시간적으로 인접한 제1 프레임과 제2 프레임 사이에 위치하는 프레임으로서, 제1 참조 프레임 또는 제2 참조 프레임 중 적어도 하나의 샘플을 이용하여 보간되는 프레임을 의미할 수 있다. 여기서, 제1 참조 프레임은 상기 보간 프레임 이후에 디스플레이되는 프레임을 의미하고, 제2 참조 프레임은 상기 보간 프레임 이전에 디스플레이되는 프레임을 의미할 수 있다.

이하, 보간 프레임을 생성하는데 이용 가능한 보간 모드의 종류에 대해서 상세히 살펴 보도록 한다. 특히, 양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드 즉,

제1 보간 모드에 대해서는 도 4를 참조하여 살펴 보기로 한다.

1. 제1 보간 모드 (Bi-directional motion compensatedinterpolation)

도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 제1 보간 모드에 따른 보간 프레임 생성 방법을 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 보간 프레임의 현재 블록에 대응하는 제1 프레임의 제1 연관 블록(first collocated block)으로부터 모션 벡터를 획득할 수 있다(S400).

여기서, 제1 연관 블록은 보간 프레임의 현재 블록과 동일 위치의 블록을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 연관 블록은 상기 현재 블록에 속한 중심 샘플의 위치와 동일한 위치를 포함하는 제1 프레임 내의 블록을 의미할 수 있다.

또는, 상기 제1 연관 블록은 상기 현재 블록에 속한 우측하단 샘플의 위치와 동일한 위치를 포함하는 제1 프레임 내의 블록을 의미할 수도 있다.

도 4를 참조하면, S400에서 획득된 제1 연관 블록의 모션 벡터(MV)를 이용하여 상기 현재 블록의 모션 벡터(MV1, MV2)를 유도할 수 있다(S410).

구체적으로, 상기 제1 연관 블록의 모션 벡터에 스케일링 팩터(scaling factor)를 적용하여 상기 현재 블록의 모션 벡터를 유도할 수 있다.

상기 현재 블록의 모션 벡터는 양방향 모션 보상을 위한 것으로, 제1 프레임을 참조하기 위한 제1 모션 벡터(MV1)와 제2 프레임을 참조하기 위한 제2 모션 벡터(MV2)를 포함할 수 있다.

상기 스케일링 팩터는 제1 모션 벡터와 제2 모션 벡터에 각각 적용되는 제1 스케일링 팩터와 제2 스케일링 팩터를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 스케일링 팩터는 보간 프레임과 제1 프레임 간의 시간적 거리에 따라 적응적으로 결정될 수 있고, 제2 스케일링 팩터는 보간 프레임과 제2 프레임 간의 시간적 거리에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.

따라서, 상기 제1 연관 블록의 모션 벡터에 상기 제1 스케일링 팩터와 제2 스케일링 팩터를 각각 적용하여 현재 블록의 제1 모션 벡터와 제2 모션 벡터를 유도할 수 있다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 보간 프레임이 제1 프레임 및 제2 프레임과 동일한 시간적 거리를 두고 제1 프레임과 제2 프레임 사이에 위치하는 경우, 상기 제1 스케일링 팩터와 제2 스케일링 팩터는 각각 1/2로 결정될 수 있다. 이 경우, 상기 현재 블록의 제1 모션 벡터는 상기 제1 연관 블록의 모션 벡터와 역방향이므로 -(MV/2)로, 상기 현재 블록의 제2 모션 벡터는 MV/2로 각각 유도될 수 있다.

S410에서 유도된 현재 블록의 모션 벡터를 이용하여 상기 현재 블록을 보간할 수 있다(S420).

구체적으로, 상기 현재 블록의 제1 모션 벡터에 의해 특정된 제1 프레임 내의 참조 블록(이하, 제1 참조 블록이라 함)과 제2 모션 벡터에 의해 특정된 제2 프레임 내의 참조 블록(이하, 제2 참조 블록이라 함)을 이용하여 상기 현재 블록을 보간할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 샘플은 상기 제1 참조 블록의 샘플과 제2 참조 블록의 샘플 간의 평균값으로 유도될 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 상기 현재 블록의 샘플은 상기 제1 참조 블록의 샘플과 제2 참조 블록의 샘플의 중간값(median value) 또는 최소값으로 유도될 수도 있다.

2. 제2 보간 모드(Static median filter)

제2 보간 모드는 제1 프레임의 제1 연관 블록, 제2 프레임에 속하는 제2 연관 블록, 그리고 상기 현재 블록의 제1 참조 블록과 제2 참조 블록의 평균값을 이용하여 현재 블록을 보간하는 모드를 의미할 수 있다. 여기서, 상기 제1 연관 블록및 제2 연관 블록은 상기 현재 블록과 동일 위치의 블록을 의미할 수 있다. 또한, 상기 제1 참조 블록과 제2 참조 블록은 상술한 현재 블록의 제1 모션 벡터와 제2 모션 벡터에 의해서 각각 특정될 수 있다.

예를 들어, 상기 현재 블록의 샘플은 상기 제1 연관 블록의 샘플(value_S1), 상기 제2 연관 블록의 샘플(value_S2) 및 상기 제 1 참조 블록의 샘플과 제2 참조 블록의 샘플의 평균값(value_S3) 중 중간값(median value)으로 유도될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 상기 현재 블록의 샘플은 상기 value_S1, value_S2, value_S3의 평균값 또는 최소값으로 유도될 수도 있다.

3. 제3 보간 모드(Dynamic median filter)

제3 보간 모드는 상기 현재 블록의 제1 참조 블록과 제2 참조 블록, 그리고 제1 프레임의 제1 연관 블록과 제2 프레임의 제2 연관 블록의 평균값을 이용하여 현재 블록을 보간하는 모드를 의미할 수 있다. 여기서, 상기 제1 참조 블록과 제2 참조 블록은 상술한 현재 블록의 제1 모션 벡터와 제2 모션 벡터에 의해서 각각 특정되고, 상기 제1 연관 블록 및 제2 연관 블록은 상기 현재 블록과 동일 위치의 블록을 의미할 수 있다.

예를 들어, 상기 현재 블록의 샘플은 상기 제1 참조 블록의 샘플(value_D1), 상기 제2 참조 블록의 샘플(value_D2) 및 상기 제1 연관 블록의 샘플과 상기 제2 연관 블록의 샘플의 평균값(value_D3) 중 중간값(median value)으로 유도될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며 상기 현재 블록의 샘플은 상기 value_D1, value_D2, value_D3의 평균값 또는 최소값으로 유도될 수도 있다.

도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 블록의 영상 특성에 따른 보간 모드에 기초하여 현재 블록을 보간하는 방법을 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 현재 블록이 오클루전 영역(occlusion area)에 해당하는지 여부를 결정할 수 있다(S500).

비디오 시퀀스에서는 특정 객체가 움직임에 의해 다른 객체에 의해 가려지는 경우가 발생할 수 있고, 또는 다른 객체에 가려진 특정 객체가 움직임에 의해 보여지는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 특정 객체가 제1 프레임에서는 보여지나, 제2 프레임에서는 다른 객체에 의해 가려진 경우, 또는 역으로 특정 객체가 제1 프레임에서는 다른 객체에 의해 가려지나, 제2 프레임에서는 보여지는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 특정 객체에 대응하는 영역을 오클루전 영역(occlusion area)이라 할 수 있다.

상기 보간 프레임의 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부는 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 모션 벡터를 이용하여 결정할 수 있으며, 이에 대해서는 도 6을 참조하여 자세히 살펴 보도록 한다.

도 5를 참조하면, 상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부에 따라 상기 현재 블록의 보간 모드를 결정할 수 있다(S510).

현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는 경우, 특정 객체에 대한 제1 프레임과 제2 프레임 간의 유사성이 떨어지기 때문에 양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드 즉, 제1 보간 모드를 이용하여 보간을 수행하는 것이 비효율적일 수 있다.

따라서, 상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하지 아니하는 경우에는 상기 현재 블록의 보간 모드는 제1 보간 모드로 설정될 수 있다.

반면, 상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는 경우에는 상기 현재 블록의 보간 모드는 비-양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드 즉, 제2 보간 모드 또는 제3 보간 모드 중 어느 하나로 설정될 수 있다.

한편, 제2 보간 모드와 제3 보간 모드 간의 선택적 이용을 위해 보간 모드 지시 플래그를 시그날링할 수도 있다. 여기서, 상기 보간 모드 지시 플래그는 현재 블록이 제2 보간 모드를 이용하여 보간되는지 또는 제3 보간 모드를 이용하여 보간되는지를 특정할 수 있다. 상기 보간 모드 지시 플래그는 비트스트림의 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽쳐 파라미터 세트(pictureparameter set), 슬라이스 헤더(slice header) 중 적어도 하나로부터 획득될 수 있다.

도 5를 참조하면, S510 단계에서 결정된 보간 모드에 따라 제1 프레임 또는 제2 프레임 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 블록을 보간할 수 있다(S520).

제1 보간 모드 내지 제3 보간 모드에 따라 현재 블록을 보간하는 방법에 대해서는 도 3을 참조하여 자세히 살펴 보았는바, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 보간 프레임의 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부를 결정하는 방법을 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 보간 프레임의 현재 블록에 인접한 이웃 블록들의 모션 벡터들을 획득할 수 있다(S600).

구체적으로, 상기 이웃 블록들의 모션 벡터들은 기-정의된 탐색 영역 내에서 모션 추정(motion estimation)을 통해 획득될 수 있다. 예를 들어, 기-정의된 탐색 영역 내에서 16x16 블록 단위로 모션 추정을 수행할 수 있고, 이때 상기 이웃 블록들의 모션 벡터들은 기-정의된 탐색 영역 내에서 최소의 SAD 값을 가진 모션 벡터로 유도될 수 있다. 상기 SAD 값은 다음 수학식 1과 같이 산출될 수있다.

S600 단계에서 획득된 이웃 블록들의 모션 벡터들을 이용하여 벡터 차분값(differential)과 문턱값(threshold)을 산출할 수 있다(S610).

먼저, 상기 벡터 차분값은 상기 현재 블록에 인접한 좌측 이웃 블록의 모션 벡터와 우측 이웃 블록의 모션 벡터 간의 차이를 의미할 수 있다. 또는, 상기 차분값은 상기 현재 블록에 인접한 상단 이웃 블록의 모션 벡터와 하단 이웃 블록의 모션 벡터 간의 차이를 의미할 수 있다.

한편, 상기 차분 값은 상기 현재 블록에 인접한 좌측 이웃 블록의 모션 벡터와 상단 이웃 블록의 모션 벡터 간의 차이를 의미할 수 있다. 특히, 이 경우 이미 복원된 이웃 블록들의 모션 벡터만을 이용할 수 있어, 복잡도가 감소하고, 연산 처리가 효율적으로 이루어 질 수 있다.

이에 따라, 상기 문턱값(T)은 상기 상단 이웃 블록과 좌측 이웃 블록들의 모션 벡터들을 이용하여 산출될 수 있으며, 이하 상세히 살펴 보도록 한다.

1. 이웃 블록들의 모션 벡터들의 합을 이용하는 방법

상기 현재 블록에서 상대적으로 미리 복원된 상단 및 좌측 방향으로 인접한 이웃 블록들 즉, 좌측 이웃 블록과 상단 이웃 블록의 x-성분 모션 벡터들의 합을 이용하여 제1 변수 Tx를 유도할 수 있다. 그리고, 좌측 이웃 블록과 상단 이웃 블록의 y-성분 모션 벡터들의 합을 이용하여 제2 변수 Ty를 유도할 수 있다. 이 경우, 문턱값(T)은 상기 제1 변수 Tx와 제2 변수 Ty의 차분으로 산출될 수 있다. 예를 들어, 문턱값(T)은 다음 수학식 2와 같이 산출될 수 있다.

상기 수학식 2에서 제1 변수 Tx는 MVx(m,n-1)과 MVx(m-1,n)의 합으로 유도되며, 여기서 MVx(m,n-1)은 현재 블록에 인접한 좌측 이웃 블록의 x-성분 모션 벡터를 의미하고, MVx(m-1,n)은 현재 블록에 인접한 상단 이웃 블록의 x-성분 모션 벡터를 의미한다. 마찬가지로 상기 제2 변수 Ty는 MVy(m,n-1)와 MVy(m-1,n)의 합으로 유도되며, 여기서 MVy(m,n-1)은 현재 블록에 인접한 좌측 이웃 블록의 y-성분 모션 벡터를 의미하고, MVy(m-1,n)은 현재 블록에 인접한 상단 이웃 블록의 y-성분 모션 벡터를 의미한다. 따라서, 수학식 2에서와 같이 상기 문턱값 T는 상기 제1 변수 Tx와 제2 변수 Ty 간의 차분 절대값으로 산출될 수 있다.

또는, 상기 현재 블록에 수직 방향으로 인접한 이웃 블록들 즉, 상단 이웃 블록과 하단 이웃 블록의 x-성분 모션 벡터들의 합을 이용하여 제1 변수 Tx를 유도할 수 있다. 그리고, 상기 현재 블록에 수평 방향으로 인접한 이웃 블록들 즉, 좌측 이웃 블록과 우측 이웃 블록의 y-성분 모션 벡터들의 합을 이용하여 제2 변수 Ty를 유도할 수 있다. 이 경우, 문턱값(T)은 상기 제1 변수 Tx와 제2 변수 Ty의 차분 절대값으로 산출될 수도 있다.

도 6을 참조하면, S610 단계에서 산출된 벡터 차분값과 문턱값을 비교하여 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지를 결정할 수 있다(S620).

구체적으로, 상기 산출된 벡터 차분값과 문턱값 간의 비교 결과, 상기 벡터 차분값이 상기 문턱값보다 큰 경우, 상기 현재 블록은 오클루전 영역에 해당하는 것으로 결정될 수 있다. 반면, 상기 벡터 차분값이 상기 문턱값보다 작거나 같은 경우에는 상기 현재 블록은 오클루전 영역에 해당하지 아니하는 것으로 결정될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보간 프레임의 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부를 결정하는 과정을 나타낸다.

도 7(A)에 도시된 바와 같이, Tx는 상단에 인접한 제1 블록의 모션 벡터의 x-성분과 좌측에 인접한 제2 블록의 모션 벡터의 x-성분의 합의 절대값인 5로 산출될 수 있다. 그리고, Ty는 상단에 인접한 제1 블록의 모션 벡터의 y-성분과 좌측에 인접한 제2 블록의 모션 벡터의 y-성분의 합의 절대값인 8로 산출될 수 있다.

이에 따라, 문턱값(T)은 Tx와 Ty의 차분 절대값인 3으로 산출되며, 상기 문턱값(T)과 현재 블록의 모션 벡터와 상기 좌측에 인접한 이웃 블록의 모션 벡터의 x 성분간 차이 절대값을 비교하고, 상기 문턱값(T)과 현재 블록의 모션 벡터와 상기 상단에 인접한 이웃 블록의 모션 벡터의 y 성분간 차이 절대값을 비교하여, 모두 문턱값 미만이므로 도 7(A)의 경우에는 오클루전 영역으로 결정되지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 보간 모드에 따른 보간이 처리될 수 있다.

반면, 도 7(B)에서는 현재 블록의 모션 벡터가 상이하고, 상기 동일 연산에 따라 산출된 문턱값(T)보다 현재 블록의 모션 벡터와 상기 좌측에 인접한 이웃 블록의 모션 벡터의 x 성분간 차이 절대값이 크므로, 이 경우에는 현재 블록은 오클루젼 영역으로 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 또는 제3 보간 모드에 따른 보간이 처리될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 방법을 도시한 것이다.

상기와 같은 오클루전 영역에 따라 블록 단위로 영상의 움직임을 측정하여 양방향 보간을 수행하게 되면, 현재 프레임의 연관(correlated) 블록에서 이전 프레임의 임의의 위치에 있는 블록간의 SAD (Sum of Absolute Difference)를 계산하여 SAD 값이 가장 작은 위치가 모션 벡터로 계산되는 과정이 처리될 수 있다.

다만, 영상에서의 물체의 확대나 축소, 경계의 변화, 빠른 움직임, 빛의 변화 등 복잡한 변화가 일어날 경우 위와 같은 모션 보상 방법으로 예측한 모션 벡터들은 물체의 움직임을 제대로 계산 못할 수 있고 이러한 모션 벡터들을 이용하여 움직임 보상 및 보간 처리를 수행할 경우 잘못된 보간 블록이 생성될 수 있다.

이와 같은 이유로 상기 S620단계에서, 현재 블록이 오클루전 영역인지 식별되는 경우, 제2 또는 제3 보간 모드를 적용하여 보간 픽셀들의 에러를 최소화 할 수 있다. 다만, 블록킹 아티팩트는 여전히 발생할 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 율 변환 장치(100)는 상기 보간된 프레임에서 오클루전 영역에 대한 보간 모드가 적용된 경우, 이에 대응하여 디블록킹 필터링 모드 결정 및 적응적 필터링 처리를 수행할 수 있다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따르면 움직임 보상된 블록(MCB)의 경계 픽셀들의 주파수 특성을 이용하여 효율적인 디블록킹 필터링을 수행하는 방법을 제공할 수 있다.

도 8을 참조하면, 먼저 프레임 율 변환 장치(100)는 보간된 프레임의 현재 블록과 인접 블록간 경계선으로부터 경계 픽셀들을 식별한다(S700).

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 경계 픽셀 영역을 도시한 것으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 블록킹 아티팩트가 발생 가능성이 높은 경계 픽셀들은 인접 블록과의 경계선을 기준으로 픽셀들간의 그레이 레벨 차(gray level difference)가 큰 것을 확인할 수 있다.

이러한 블록킹 아티팩트와, 그에 따른 적응적 디블록킹 필터링 모드를 효율적으로 검출하기 위하여, 먼저 프레임 율 변환 장치(100)는 경계 픽셀들에 대해 부호화 변환을 수행한다(S710).

예를 들어, 프레임 율 변환 장치(100)의 디블록킹 모드 결정부(151)는 블록 경계선 근처 픽셀들을 주파수 영역으로 변환하기 위하여 하기 수학식 3과 같은 1차원 DCT-II (One-Dimensional Discrete Cosine Transform-II) 변환을 처리할 수 있다.

여기서, 계산의 복잡도를 줄이고 효율적인 필터 적용을 위해 도 9에서 도시된 바와 같이, 경계선으로부터 일정 거리 이내 영역에 대응되는 일부 픽셀들에 대하여만 상기 변환을 처리할 수 있다.

예를 들어, 상기 인접 블록과 상기 현재 블록간 제1 경계선으로부터 수직한 방향으로 일정 거리 이내인 제1 픽셀 그룹을 식별하고, 상기 제1 픽셀 그룹에 대해, 이산 코사인 변환을 수행할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 9에서 상단에 인접한 이웃 블록과 수직 경계 영역상에서 4 지점이 선택되는 제1 픽셀 그룹(x0, x1, x2, x3) 및 다시 4 지점이 선택되는 제2 픽셀 그룹(x0', x1', x2', x3')들에 대해 수직 방향으로 상기 4 지점에 대응되는 1차원 4-point DCT 변환을 수행하여 도 9의 4x4 A 영역에 대한 수직 블록킹 아티팩트를 검출하기 위한 기초 연산을 처리할 수 있다.

마찬가지로, 좌측 인접 블록과의 수평 경계 영역에 대한 C영역의 경우에도 2 이상의 일부 픽셀 그룹을 선택하고, 수평 방향에 대한 일정 크기 이내의 1차원 DCT 변환을 처리할 수 있다.

이와 같은 주파수 변환을 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 율 변환 장치는 변환 계수를 획득할 수 있으며, 변환 계수들로부터 에너지 분포값을 산출할 수 있다(S720).

예를 들어, 상기 인접 블록은 상기 현재 블록의 상단 또는 좌측에 인접한 제1 인접 블록을 포함하고, 상기 필터부(150)의 디블록킹 모드 결정부(151)는, 상기 제1 인접 블록과 상기 현재 블록간 수직 또는 수평 경계선을 기준으로 하는 M x M 픽셀 블록으로부터 상기 경계선의 제1 위치를 기준으로 하는 제1 경계 픽셀 그룹 및 제2 위치를 기준으로 하는 제2 경계 픽셀 그룹을 추출하고, 상기 제1 경계 픽셀 그룹 및 상기 제2 경계 픽셀 그룹의 이산 코사인 변환 계수에 기초하여, 상기 M x M 픽셀 블록에 대한 디블록킹 모드를 결정할 수 있다.

또한, 필터부(150)의 디블록킹 모드 결정부(151)는 상기 제1 경계 픽셀 그룹 및 제2 경계 픽셀 그룹에 대해, 미리 결정된 개수의 베이시스 벡터를 갖는 정수화된 커널을 이용한 이산 코사인 변환을 수행하고, 상기 변환에 따라 획득되는 변환계수 중 특정 베이시스 벡터에 대응하는 변환계수의 에너지량을 기준값과 비교하여, 상기 M x M 픽셀 블록의 디블록킹 필터링 모드를 결정할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 9를 참조하면, A와 B 영역에서는 각각 2개의 4-point DCT를 이용하여 수직 방향 변환 계수를 검출하고, C와 D 영역에서는 각각 2개의 4-point DCT를 이용하여 수평 방향 변환 계수를 검출할 수 있다.

계산 복잡도를 줄이기 위하여 상기 수학식 3의 연산에서 N=4를 대입한 4-point DCT 커널을 정수 스케일링한 DCT 커널을 이용할 수 있다.(도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 정수 스케일링된 이산 코사인 변환 커널의 예시도이다.)

그리고, 정수 연산에 의해 4-point DCT후 계산되는 각 X0, X1, X2, X3 변환계수 중 X1의 에너지가 크다면 블록킹 아티팩트가 많이 발생했다고 예측될 수 있다. 이는 도 10의 각 계수별 베이시스 벡터를 참조하면 설명될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 경계 픽셀 영역의 주파수 영역에서의 에너지 분포를 측정하기 위한 변환계수별 베이시스 벡터를 예시한 것이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 경계 영역의 휘도 변화는 에너지가 높게 나타나는 베이시스 벡터 커널 형태와 유사할 수 있다.

그리고, 4-point DCT의 X1 커널의 형태는 블록킹 아티팩트가 발생했을 경우의 블록경계의 픽셀 값 차이와 유사한 모양을 보이기 때문에 X1의 에너지가 클수록 블록킹 아티팩트(또는 블록 왜곡)이 많이 발생한 것으로 고려할 수 있다.

한편, 다시 도 8을 참조하면, 프레임 율 변환 장치(100)는 상기 에너지 분포값과 기준값을 비교하여, 제1 디블록킹 필터링 모드 또는 제2 디블록킹 필터링 모드를 결정한다(S730). 결정된 디블록킹 모드에 따라 필터부(150)에서는 적응적인 디블록킹 필터 처리를 수행할 수 있다.

즉, 예를 들어 상기 제1 픽셀 그룹의 상기 이산 코사인 변환에 따라 획득되는 변환 계수들로부터 에너지 분포값을 산출하고, 상기 에너지 분포값과 기준값을 비교하여, 상기 제1 픽셀 그룹에 대응한 디블록킹 필터링 모드를 제1 디블록킹 필터링 모드 또는 제2 디블록킹 필터링 모드로 결정할 수 있다.

여기서, 상기 제1 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 픽셀 그룹의 모든 픽셀에 대응하여 강한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드일 수 있으며, 상기 제2 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 픽셀 그룹 중 상기 경계선 영역의 일부 픽셀에 대응하여 약한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드일 수 있다.

보다 구체적으로, 도 9의 A 영역의 경우, 하기 수학식 4와 같은 계산을 통해, (x0, x1, x2, x3) 를 각각 스케일링된 4-point DCT후 각각의 X1 변환계수의 에너지가 전체 에너지의 일정 비율(예를 들어, 20%) 차지하는 경우가 한 개라도 만족되는 케이스가 나타나면, 필터부(150)는 강한 디블록킹 필터링(Strong deblocking filtering) 을 수행할 수 있다.

그리고, 각 계수별 에너지 분포의 계산은 하기의 수학식 5와 같이 산출될 수 있다.

상기 식에서 abs는 절대값 연산자를 나타낸다.

상기와 같은 블록킹 아티팩트 검출 방법에 따라, 강한 블록킹 아티팩트가 발생했다고 판단되면 프레임 율 변환 장치(100)는 블록 경계주변의 4개의 픽셀 또는 이를 포함하는 M X M 블록에 대하여 필터부(150)는 제1 디블록킹 필터링 모드로 결정하고, 수학식 6과 같은 강한 로우 패스 팰터(strong low-pass filtering)를 적용하여 블록킹 노이즈를 줄일 수 있다.

또한, 그렇지 않은 경우 필터부(150)는 제2 디블록킹 필터링 모드로 결정하고, 경계선 부분의 2개의 픽셀에 대하여만 약한 디블록킹 필터를 적용함으로써, 효율적인 처리를 수행할 수 있다.

한편, 상기 도 8의 방법은 필터부(150)에서 영상 정보의 예측 모드 부호화에 따라, 복원 샘플을 생성하고, 상기 복원 샘플의 블록간 경계로부터 발생되는 블록 왜곡을 제거하기 위한 디블록킹 필터를 적용하는데 있어서 동일하게 수행될 수 있다. 이에 따라 영상 부호화 장치(100)와 같은 영상 처리 장치(100)를 통해서도 주파수 변환에 따른 에너지 분포로부터 디블록킹 필터링 모드를 결정할 수 있으며, 상기 설명한 구성과 동일한 구성이 적용될 수 있다.

한편, 상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims

프레임 율 변환 방법에 있어서,
보간 프레임 내 현재 블록이 오클루전 영역(occlusion area)에 해당하는지 결정하는 단계;
상기 오클루전 영역에 해당하는지 여부에 따라 상기 현재 블록의 보간 모드를 결정하는 단계;
상기 결정된 보간 모드에 따라 상기 현재 블록을 보간하는 단계;
상기 오클루전 영역에 해당하는 경우, 상기 보간된 현재 블록과 그 인접 블록간 경계선으로부터, 경계 픽셀들을 식별하는 단계;
상기 경계 픽셀들의 부호화 변환값의 에너지 분포에 따라 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 디블록킹 모드에 따라 상기 보간된 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링을 처리하는 단계를 포함하고,
상기 현재 블록의 보간 모드를 결정하는 단계는,
상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하지 아니하는 경우 상기 현재 블록의 보간 모드를 양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드로 결정하고, 상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는 경우에는 상기 현재 블록의 모간 모드를 비-양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는
프레임 율 변환 방법.
제1항에 있어서,
상기 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계는,
상기 인접 블록과 상기 현재 블록간 제1 경계선으로부터 수직한 방향으로 일정 거리 이내인 제1 픽셀 그룹을 식별하는 단계; 및
상기 제1 픽셀 그룹에 대해, 이산 코사인 변환을 수행하는 단계를 포함하는
프레임 율 변환 방법.
제2항에 있어서,
상기 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계는,
상기 제1 픽셀 그룹의 상기 이산 코사인 변환에 따라 획득되는 변환 계수들로부터 에너지 분포값을 산출하는 단계; 및
상기 에너지 분포값과 기준값을 비교하여, 상기 제1 픽셀 그룹에 대응한 디블록킹 필터링 모드를 제1 디블록킹 필터링 모드 또는 제2 디블록킹 필터링 모드로 결정하는 단계를 포함하는
프레임 율 변환 방법.
제3항에 있어서,
상기 제1 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 픽셀 그룹의 모든 픽셀에 대응하여 강한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드인
프레임 율 변환 방법.
제3항에 있어서,
상기 제2 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 픽셀 그룹 중 상기 경계선 영역의 일부 픽셀에 대응하여 약한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드인
프레임 율 변환 방법.
제1항에 있어서,
상기 인접 블록은 상기 현재 블록의 상단 또는 좌측에 인접한 제1 인접 블록을 포함하고,
상기 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계는,
상기 제1 인접 블록과 상기 현재 블록간 수직 또는 수평 경계선을 기준으로 하는 M x M 픽셀 블록으로부터 상기 경계선의 제1 위치를 기준으로 하는 제1 픽셀 그룹 및 제2 위치를 기준으로 하는 제2 픽셀 그룹을 추출하는 단계; 및
상기 제1 픽셀 그룹 및 상기 제2 픽셀 그룹의 이산 코사인 변환 계수로부터 상기 M x M 픽셀 블록에 대한 디블록킹 모드를 결정하는 단계를 포함하는
프레임 율 변환 방법.
제6항에 있어서,
상기 M x M 픽셀 블록에 대한 디블록킹 모드를 결정하는 단계는,
상기 제1 픽셀 그룹 및 제2 픽셀 그룹에 대해, 미리 결정된 개수의 베이시스 벡터를 갖는 정수화된 커널을 이용한 이산 코사인 변환을 수행하는 단계; 및
상기 변환에 따라 획득되는 변환계수 중 특정 베이시스 벡터에 대응하는 변환계수의 에너지량을 기준값과 비교하여, 상기 M x M 픽셀 블록의 디블록킹 필터링 모드를 결정하는 단계를 포함하는
프레임 율 변환 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부를 결정하는 단계는,
상기 보간 프레임의 현재 블록에 상단 또는 좌측으로 인접한 이웃 블록들의 모션 벡터들을 획득하는 단계;
상기 획득된 이웃 블록들의 모션 벡터들을 이용하여 벡터 차분값 및 문턱값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 벡터 차분값과 문턱값을 비교하여 상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는
프레임 율 변환 방법.
프레임 율 변환 장치에 있어서,
보간 프레임 내 현재 블록이 오클루전 영역(occlusion area)에 해당하는지 결정하고, 상기 오클루전 영역에 해당하는지 여부에 따라 상기 현재 블록의 보간 모드를 결정하며, 상기 결정된 보간 모드에 따라 상기 현재 블록을 보간하는 인터 예측부; 및
상기 오클루전 영역에 해당하는 경우, 상기 보간된 현재 블록과 그 인접 블록간 경계선으로부터, 경계 픽셀들을 식별하고, 상기 경계 픽셀들의 주파수 변환 영역에서의 에너지 분포에 따라 디블록킹 필터링 모드를 결정하며, 상기 결정된 디블록킹 모드에 따라 상기 보간된 현재 블록에 대한 디블록킹 필터링을 처리하는 필터부를 포함하고,
상기 인터 예측부는,
상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하지 아니하는 경우 상기 현재 블록의 보간 모드를 양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드로 결정하고, 상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는 경우에는 상기 현재 블록의 모간 모드를 비-양방향 모션 보상에 기반한 보간 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는
프레임 율 변환 장치.
제9항에 있어서, 상기 필터부는,
상기 인접 블록과 상기 현재 블록간 제1 경계선으로부터 수직한 방향으로 일정 거리 이내인 제1 픽셀 그룹을 식별하고, 상기 제1 픽셀 그룹에 대해, 이산 코사인 변환을 수행하는 프레임 율 변환 장치.
제10항에 있어서, 상기 필터부는,
상기 제1 픽셀 그룹의 상기 이산 코사인 변환에 따라 획득되는 변환 계수들로부터 에너지 분포값을 산출하고, 상기 에너지 분포값과 기준값을 비교하여, 상기 제1 픽셀 그룹에 대응한 디블록킹 필터링 모드를 제1 디블록킹 필터링 모드 또는 제2 디블록킹 필터링 모드로 결정하는 프레임 율 변환 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 픽셀 그룹의 모든 픽셀에 대응하여 강한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드인 프레임 율 변환 장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 디블록킹 필터링 모드는 상기 제1 픽셀 그룹 중 상기 경계선 영역의 일부 픽셀에 대응하여 약한 디블록킹 필터링(strong deblocking filtering)을 처리하는 모드인 프레임 율 변환 장치.
제9항에 있어서,
상기 인접 블록은 상기 현재 블록의 상단 또는 좌측에 인접한 제1 인접 블록을 포함하고,
상기 필터부는, 상기 제1 인접 블록과 상기 현재 블록간 수직 또는 수평 경계선을 기준으로 하는 M x M 픽셀 블록으로부터 상기 경계선의 제1 위치를 기준으로 하는 제1 경계 픽셀 그룹 및 제2 위치를 기준으로 하는 제2 경계 픽셀 그룹을 추출하고, 상기 제1 경계 픽셀 그룹 및 상기 제2 경계 픽셀 그룹의 이산 코사인 변환 계수에 기초하여, 상기 M x M 픽셀 블록에 대한 디블록킹 모드를 결정하는 프레임 율 변환 장치.
제14항에 있어서, 상기 필터부는,
상기 제1 경계 픽셀 그룹 및 제2 경계 픽셀 그룹에 대해, 미리 결정된 개수의 베이시스 벡터를 갖는 정수화된 커널을 이용한 이산 코사인 변환을 수행하고, 상기 변환에 따라 획득되는 변환계수 중 특정 베이시스 벡터에 대응하는 변환계수의 에너지량을 기준값과 비교하여, 상기 M x M 픽셀 블록의 디블록킹 필터링 모드를 결정하는
프레임 율 변환 장치.
제10항에 있어서, 상기 인터 예측부는,
상기 보간 프레임의 현재 블록에 상단 또는 좌측으로 인접한 이웃 블록들의 모션 벡터들을 획득하고, 상기 획득된 이웃 블록들의 모션 벡터들을 이용하여 벡터 차분값 및 문턱값을 산출하며, 상기 산출된 벡터 차분값과 문턱값을 비교하여 상기 현재 블록이 오클루전 영역에 해당하는지 여부를 결정하는
프레임 율 변환 장치.
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