KR102589858B1 - Encoding apparatus and operating method for the same, and AI up scaling apparatus and operating method for the same - Google Patents
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Abstract
복호화 장치에 관한 것으로, 원본 영상의 AI 다운스케일 및 제1 부호화 결과 생성된, AI 부호화 데이터를 수신하는 통신부, AI 부호화 데이터를 영상 데이터와 AI 데이터로 구분하는 프로세서, 및 입/출력부를 포함하고, 프로세서는, 영상 데이터에 기초하여, 원본 영상을 AI 다운스케일한 제1 영상을 제 1 복호화하여 제2 영상을 획득하고, 제2 영상 및 AI 데이터를 외부 장치로 전송하도록 입/출력부를 제어할 수 있다.It relates to a decoding device, comprising a communication unit that receives AI encoded data generated as a result of AI downscaling and first encoding of the original video, a processor that separates the AI encoded data into video data and AI data, and an input/output unit, Based on the image data, the processor may control the input/output unit to obtain a second image by first decoding the first image obtained by AI downscaling the original image and transmit the second image and AI data to an external device. there is.
Description
다양한 실시예들은 압축된 영상을 복호화하는 복호화 장치 및 그 동작방법, 및 영상을 AI 업스케일하는 딥 뉴럴 네트워크를 포함하는 AI 업 스케일 장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.Various embodiments relate to a decoding device and operating method for decoding a compressed image, and an AI upscaling device and operating method including a deep neural network for AI upscaling an image.
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 video is encoded by a codec that complies with a certain data compression standard, for example, the MPEG (Moving Picture Expert Group) standard, and is 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 distribution of hardware that can play and store high-resolution/high-quality images, the need for codecs that can effectively encode and decode high-resolution/high-quality images is increasing.
다양한 실시예들은, 압축된 영상을 복원하고, 복원된 영상과 복원된 영상의 AI 업 스케일에 필요한 데이터를 AI 업 스케일 장치로 전송할 수 있는 복호화 장치 및 그 동작방법을 제공할 수 있다.Various embodiments may provide a decoding device and a method of operating the same that can restore a compressed image and transmit the restored image and data necessary for AI upscaling of the restored image to the AI upscale device.
또한, 복호화 장치로부터 영상과 AI 데이터를 수신하고, 업 스케일용 DNN을 이용하여, 영상을 AI 업 스케일할 수 있는 AI 업 스케일 장치 및 그 동작방법을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide an AI upscale device and an operating method that can receive video and AI data from a decoding device and AI upscale the video using a DNN for upscaling.
일 실시예에 따른 복호화 장치는, 원본 영상의 AI 다운스케일 및 제1 부호화 결과 생성된, AI 부호화 데이터를 수신하는 통신부, 상기 AI 부호화 데이터를 영상 데이터와 AI 데이터로 구분하는 프로세서, 및 입/출력부를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 영상 데이터에 기초하여, 상기 원본 영상을 상기 AI 다운스케일한 제1 영상을 제 1 복호화하여 제2 영상을 획득하고, 상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 외부 장치로 전송하도록 상기 입/출력부를 제어할 수 있다. A decoding device according to an embodiment includes a communication unit that receives AI encoded data generated as a result of AI downscaling and first encoding of an original image, a processor that separates the AI encoded data into image data and AI data, and input/output a unit, wherein the processor obtains a second image by first decoding the first image obtained by AI downscaling the original image based on the image data, and transmits the second image and the AI data to an external device. The input/output unit can be controlled to transmit to .
일 실시예에 따른 입/출력부는 HDMI(High Definition Multimedia Interface)를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 HDMI를 통해, 상기 외부 장치로 전송할 수 있다.The input/output unit according to an embodiment includes a High Definition Multimedia Interface (HDMI), and the processor may transmit the second image and the AI data to the external device through the HDMI.
일 실시예에 따른 프로세서는, 상기 AI 데이터를, VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 형태로 전송할 수 있다.The processor according to one embodiment may transmit the AI data in the form of a VSIF (Vendor Specific InfoFrame) packet.
일 실시예에 따른 입/출력부는 DP(Display Port)를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 DP를 통해, 상기 외부 장치로 전송할 수 있다.The input/output unit according to one embodiment includes a DP (Display Port), and the processor may transmit the second image and the AI data to the external device through the DP.
일 실시예에 따른 AI 데이터는, 상기 원본 영상의 상기 AI 다운스케일과 관련된 데이터일 수 있다.AI data according to one embodiment may be data related to the AI downscaling of the original image.
일 실시예에 따른 AI 데이터는 상기 제2 영상에 AI 업 스케일이 적용되는지 여부를 나타내는 정보 및 상기 AI 다운스케일에 대응하여 상기 제2 영상을 업 스케일하기 위한 DNN에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.AI data according to one embodiment may include at least one of information indicating whether AI upscaling is applied to the second image and information about a DNN for upscaling the second image in response to the AI downscaling. You can.
일 실시예에 따른 복호화 장치의 동작 방법은, 원본 영상의 AI 다운스케일 및 제1 부호화 결과 생성된, AI 부호화 데이터를 수신하는 단계, 상기 AI 부호화 데이터를 영상 데이터와 AI 데이터로 구분하는 단계, 상기 영상 데이터에 기초하여, 상기 원본 영상을 상기 AI 다운스케일한 제1 영상을 제1 복호화하여 제2 영상을 획득하는 단계, 및 입/출력 인터페이스를 통하여, 상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 외부 장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating a decoding device according to an embodiment includes receiving AI encoded data generated as a result of AI downscaling and first encoding of an original image, dividing the AI encoded data into image data and AI data, Based on the image data, obtaining a second image by first decoding the first image obtained by AI downscaling the original image, and transmitting the second image and the AI data to an external device through an input/output interface. It may include the step of transmitting to .
일 실시예에 따른 AI 업스케일 장치는, 제1 DNN을 이용하여, 원본 영상을 AI 다운스케일한 제1 영상에 대응하는 제2 영상, 및 상기 AI 다운스케일과 관련된 AI 데이터를 수신하는 입/출력부, 하나 이상의 인스트럭션들을 저장하는 메모리, 및 상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 AI 데이터에 기초하여, 상기 제1 DNN에 대응하는 제2 DNN에 관한 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 따라 결정된 상기 제2 DNN을 이용하여, 상기 제2 영상을 AI 업스케일하고, 상기 입/출력부는, HDMI(High Definition Multimedia Interface)를 포함하고, 상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터는 상기 HDMI를 통해 수신되며, 상기 AI 데이터는, VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 형태로 수신될 수 있다.An AI upscaling device according to an embodiment is an input/output device that uses a first DNN to receive a second image corresponding to a first image obtained by AI downscaling an original image, and AI data related to the AI downscaling. a unit, a memory storing one or more instructions, and a processor executing the one or more instructions stored in the memory, wherein the processor, based on the AI data, relates to a second DNN corresponding to the first DNN. Obtain information, AI upscale the second image using the second DNN determined according to the obtained information, and the input/output unit includes a High Definition Multimedia Interface (HDMI), and the second DNN Video and the AI data are received through the HDMI, and the AI data may be received in the form of a VSIF (Vendor Specific InfoFrame) packet.
일 실시예에 따른 복호화 장치는, 입/출력 인터페이스를 통하여, AI 업 스케일 장치로 복원된 영상 및 AI 데이터를 효율적으로 전송할 수 있다.The decoding device according to one embodiment can efficiently transmit the restored image and AI data to the AI upscale device through an input/output interface.
일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치는, 입/출력 인터페이스를 통하여, 복호화 장치로부터 복원 영상 및 AI 데이터를 효율적으로 수신할 수 있다.An AI upscale device according to an embodiment can efficiently receive restored images and AI data from a decoding device through an input/output interface.
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 제 1 DNN 및 제 2 DNN을 훈련시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 훈련 장치에 의한 제 1 DNN 및 제 2 DNN의 훈련 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 원본 영상의 AI 다운스케일을 위한 장치 및 제 2 영상의 AI 업스케일을 위한 장치를 도시하는 예시적인 도면이다.
도 12은 일 실시예에 따른 AI 복호화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는, 일 실시예에 따른 메타 데이터 형태의 AI 데이터를 나타낸다.
도 15은 일 실시예에 따른 AI 데이터가 비트스트림 형태로 수신되는 경우를 나타내는 도면이다.
도 16는 일 실시예에 따른 AI 코덱 신택스 테이블을 나타낸다.
도 17는 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 복호화 장치와 AI 업 스케일 장치가 HDMI를 통해 데이터를 송수신하는 예를 나타내는 도면이다.
도 19은 일 실시예에 따른 EDID 정보에 포함되는 HF-VSDB를 나타내는 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 헤더 구조 및 컨텐츠 구조를 나타내는 도면이다.
도 21는 일 실시예에 따른 AI 데이터가 VSIF 패킷에 정의되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 22은 일 실시예에 따른 복호화 장치의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 복호화 장치가 HDMI를 통하여, 제2 영상 및 AI 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24는 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25은 일 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 26는 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.Figure 1 is a diagram for explaining an AI encoding process and an AI decoding process according to an embodiment.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an AI decoding device according to an embodiment.
Figure 3 is an exemplary diagram showing a second DNN for AI upscaling of a second image.
Figure 4 is a diagram for explaining a convolution operation by a convolution layer.
Figure 5 is an exemplary diagram showing the mapping relationship between various image-related information and various DNN setting information.
Figure 6 is a diagram showing a second image composed of a plurality of frames.
Figure 7 is a block diagram showing the configuration of an AI encoding device according to an embodiment.
Figure 8 is an exemplary diagram showing a first DNN for AI downscaling of an original image.
Figure 9 is a diagram for explaining a method of training the first DNN and the second DNN.
Figure 10 is a diagram for explaining the training process of the first DNN and the second DNN by the training device.
FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating a device for AI downscaling of an original image and a device for AI upscaling of a second image.
Figure 12 is a diagram showing an AI decoding system according to an embodiment.
Figure 13 is a diagram showing the configuration of a decoding device according to an embodiment.
Figure 14 shows AI data in the form of metadata according to an embodiment.
Figure 15 is a diagram showing a case where AI data is received in bitstream form according to an embodiment.
Figure 16 shows an AI codec syntax table according to one embodiment.
Figure 17 is a block diagram showing the configuration of an AI upscale device according to an embodiment.
Figure 18 is a diagram illustrating an example in which a decoding device and an AI upscale device transmit and receive data through HDMI, according to an embodiment.
Figure 19 is a diagram showing HF-VSDB included in EDID information according to an embodiment.
Figure 20 is a diagram showing the header structure and content structure of a VSIF (Vendor Specific InfoFrame) packet according to an embodiment.
Figure 21 is a diagram illustrating an example in which AI data is defined in a VSIF packet according to an embodiment.
Figure 22 is a flowchart showing a method of operating a decoding device according to an embodiment.
Figure 23 is a flowchart showing a method by which a decoding device transmits a second video and AI data through HDMI according to an embodiment.
Figure 24 is a flowchart showing a method of operating an AI upscale device according to an embodiment.
Figure 25 is a block diagram showing the configuration of a decoding device according to an embodiment.
Figure 26 is a block diagram showing the configuration of an AI upscale device 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 have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail through detailed description. However, this is not intended to limit the embodiments of the present disclosure, and the present disclosure should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the 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 embodiments, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the present disclosure, the detailed descriptions will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the specification are merely identifiers to distinguish one component from another component.
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" to another component, the component may be directly connected or directly connected to the other component, but specifically Unless there is a contrary description, it should be understood that it may be connected or connected through another component 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 this specification, components expressed as 'unit (unit)', 'module', etc. are two or more components combined into one component, or one component is divided into two or more components for each more detailed function. It may be differentiated into In addition, each of the components 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 component may be different from other components. Of course, it can also be performed exclusively by a component.
또한, 본 명세서에서, '영상(image)' 또는 '픽처'는 정지영상, 복수의 연속된 정지영상(또는 프레임)으로 구성된 동영상, 또는 비디오를 나타낼 수 있다.Additionally, in this specification, 'image' or 'picture' may refer to a still image, a moving image consisting of a plurality of consecutive 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.Additionally, in this specification, 'DNN (deep neural network)' is a representative example of an artificial neural network model that simulates brain nerves, 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.Additionally, in this specification, 'parameter' is a value used in the calculation process of each layer forming a neural network and may include, for example, a weight used when applying an input value to a predetermined calculation equation. Additionally, parameters can be expressed in matrix form. Parameters are values set as a result of training, and can be updated through separate training data as needed.
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.Additionally, in this specification, 'first DNN' refers to a DNN used for AI downscaling of an image, and 'second DNN' refers to 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.Additionally, in this specification, 'DNN setting information' is information related to elements constituting a DNN and includes the parameters described above. The first DNN or the second DNN can be set using the DNN setting 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.Additionally, in this specification, 'original image' refers to an image that is the subject of AI encoding, and 'first image' refers to an image obtained as a result of AI downscaling of the original image during the AI encoding process. In addition, the 'second image' refers to an image obtained through 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.Additionally, in this specification, 'AI downscale' refers to a process that reduces the resolution of an image based on AI, and 'first encoding' refers to an encoding process using a frequency transformation-based image compression method. Additionally, 'first decoding' refers to decoding processing using a frequency conversion-based image restoration method, and 'AI upscale' refers to processing that increases the resolution of the image based on AI.
도 1은 일 실시예에 따른 AI(artificial intelligence) 부호화 과정 및 AI 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating 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 mentioned above, as the resolution of an image rapidly increases, the amount of information processed for encoding/decoding increases, and accordingly, a method to improve the efficiency of encoding and decoding the image is needed.
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 처리되는 비트레이트를 크게 감소시킬 수 있다. As shown in FIG. 1, according to an embodiment of the present disclosure, the
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.As described in detail with reference to FIG. 1, in one embodiment, in the AI encoding process, the
AI 부호화 과정을 좀 더 상세히 살펴보면, 원본 영상(105)을 입력받으면, 소정 해상도 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
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 can be used to maintain this linkage during the AI encoding process and AI decoding process. Therefore, the AI data acquired through the AI encoding process must include information representing the upscale target, and in the AI decoding process, the
AI 다운스케일(110)을 위한 AI 및 AI 업스케일(140)을 위한 AI는 DNN(deep neural network)으로 구현될 수 있다. 도 9를 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 해상도로 AI 업스케일(140)할 수 있다.AI for AI downscale (110) and AI for AI upscale (140) can be implemented with a deep neural network (DNN). As described later with reference to FIG. 9, the first DNN and the second DNN are jointly trained by sharing loss information under a predetermined target, so the AI encoding device uses the target information used when the first DNN and the second DNN are jointly trained. is provided to the AI decoding device, and the AI decoding device can AI upscale 140 to the target resolution of the
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 방법 중의 하나를 통해 구현될 수 있다.Describing the
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 방법 중의 하나에 대응되는 영상 복원 방법을 통해 구현될 수 있다.The
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 acquired through the AI encoding process may include image data obtained as a result of the
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.Video data may be transmitted in bitstream form. The image data may include data obtained based on pixel values in the
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 trained in conjunction, the AI data includes information that allows accurate AI upscaling 140 of the
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 부호화 결과 획득된 영상 데이터와 AI 데이터는 동일한 네트워크 또는 서로 상이한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.AI data can be transmitted along with video data in the form of a bitstream. Alternatively, depending on the implementation, AI data may be transmitted separately from video data in the form of frames or packets. Image data and AI data obtained as a result of AI encoding may be transmitted through the same network or different networks.
도 2는 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)의 구성을 도시하는 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)를 포함할 수 있다. 수신부(210)는 통신부(212), 파싱부(214) 및 출력부(216)를 포함할 수 있다. AI 복호화부(230)는 제 1 복호화부(232) 및 AI 업스케일부(234)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
수신부(210)는 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 수신 및 파싱하고, 영상 데이터와 AI 데이터를 구분하여 AI 복호화부(230)로 출력한다.The receiving
구체적으로, 통신부(212)는 네트워크를 통해 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 수신한다. AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터는 영상 데이터와 AI 데이터를 포함한다. 영상 데이터와 AI 데이터는 동종 네트워크 또는 이종 네트워크를 통해 수신될 수 있다.Specifically, the
파싱부(214)는 통신부(212)를 통해 수신된 AI 부호화 데이터를 전달받아 파싱(parsing)하여 영상 데이터와 AI 데이터로 구분한다. 예를 들어, 통신부(212)로부터 획득된 데이터의 헤더를 읽어, 해당 데이터가 영상 데이터인지 또는 AI 데이터인지를 구분할 수 있다. 일 예에서, 파싱부(214)는 통신부(212)를 통해 수신된 데이터의 헤더를 통해 영상 데이터와 AI 데이터를 구분하여 출력부(216)로 전달하고, 출력부(216)는 각각의 구분된 데이터를 제 1 복호화부(232) 및 AI 업스케일부(234)로 전달한다. 이 때, 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, 출력부(216)를 통해 해당 정보를 제 1 복호화부(232)로 전달할 수 있다.The
일 실시예에서, 파싱부(214)가 파싱하는 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 parsed by the
제 1 복호화부(232)는 영상 데이터에 기초하여 제 1 영상(115)에 대응하는 제 2 영상(135)을 복원한다. 제 1 복호화부(232)에 의해 획득된 제 2 영상(135)은 AI 업스케일부(234)로 제공된다. 구현예에 따라서는, 영상 데이터에 포함된 예측 모드 정보, 움직임 정보, 양자화 파라미터 정보 등의 제 1 복호화 관련 정보가 AI 업스케일부(234)로 더 제공될 수 있다. The
AI 데이터를 수신한 AI 업스케일부(234)는 AI 데이터에 기초하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일한다. 구현예에 따라서는, 영상 데이터에 포함된 예측 모드 정보, 양자화 파라미터 정보 등의 제 1 복호화 관련 정보를 더 이용하여 AI 업스케일 할 수 있다.The
일 실시예에 따른 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 개별적인 장치로 설명되었으나, 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 수신부(210) 및 AI 복호화부(230)는 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 포함하여 구현되거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함하여 구현될 수 있다. Although the receiving
또한, 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. 마찬가지로 AI 업스케일부(234)와 제 1 복호화부(232)도 각각 서로 다른 프로세서로 구현될 수 있다.Additionally, the receiving
AI 업스케일부(234)로 제공되는 AI 데이터는, 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 이때, 업스케일 타겟은 제 1 DNN의 다운스케일에 대응하여야 한다. 따라서, AI 데이터는 제 1 DNN의 다운스케일 타겟을 확인할 수 있는 정보가 포함되어야 한다.AI data provided to the
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. Specific examples of information included in AI data include information on the difference between the resolution of the
차이 정보는, 원본 영상(105) 대비 제 1 영상(115)의 해상도 변환 정도에 대한 정보(예를 들어, 해상도 변환률 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 the degree of resolution conversion of the
그리고, 제 1 영상(115) 관련 정보는, 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.In addition, the information related to the
AI 업스케일부(234)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(234)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
AI 업스케일부(234)가 업스케일 타겟에 맞춰 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하는 방법을 설명하기에 앞서, 제 2 DNN을 통한 AI 업스케일 과정에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.Before explaining how the AI
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. FIG. 3 is an exemplary diagram showing the
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.As shown in FIG. 3, the
도 4를 참조하여, 제 1 컨볼루션 레이어(310)에서의 컨볼루션 연산에 대해 상세히 설명한다.Referring to FIG. 4, the convolution operation in the
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 multiplication and addition operations between the parameters of the
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 in the
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.Figure 4 illustrates that the
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
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.While the
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. 전술한 바와 같이, AI 업스케일부(234)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, through joint training of the first DNN and the second DNN, the parameters of the second DNN, for example, the parameters of the filter kernel used in the convolutional layers of the second DNN (e.g., the filter The values of F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, and F9) of
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 can be processed according to the convolution operation process described in relation to FIG. 4, but the convolution operation process described in FIG. 4 is only an example and is limited thereto. That is not the case.
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
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
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 nonlinear characteristics in the
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
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
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.3 The output of the
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 연산 결과를 통해 제 3 영상(145)을 출력할 수 있다.The feature maps 345 output from the
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, filter kernel parameters, etc. of the
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.Figure 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 an implementation example. Depending on this, the number of convolutional layers and activation layers can be changed in various ways. Additionally, depending on the implementation, the
일 실시예에서, AI 업스케일부(234)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 one embodiment, the AI
이하에서, AI 업스케일부(234)가 업스케일 타겟에 맞춰 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하는 방법을 설명한다.Below, a method by which the AI
일 실시예에서, AI 업스케일부(234)는 제 2 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다.In one embodiment, the AI
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 about at least one of the number of convolutional layers included in the second DNN, the number of filter kernels for each convolutional layer, and the parameters of each filter kernel. A plurality of DNN configuration information may each correspond to various upscale targets, and the second DNN may operate based on DNN configuration information corresponding to a specific upscale target. The second DNN may have a different structure depending on the DNN configuration information. For example, depending on some DNN configuration information, the second DNN may include three convolutional layers, and depending on other DNN configuration information, the second DNN may include four convolutional layers.
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 one embodiment, the DNN configuration information may include only parameters of the 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 vary depending on the DNN configuration information.
AI 업스케일부(234)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
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, any one of the plurality of DNN setting information may be a
복수의 DNN 설정 정보 각각은 AI 부호화 장치(600)의 제 1 DNN의 DNN 설정 정보와 연계되어 만들어진 것이며, AI 업스케일부(234)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 업스케일부(234)는 제 1 DNN의 정보를 확인하여야 한다. 제 1 DNN의 정보를 AI 업스케일부(234)가 확인하기 위해, 일 실시예에 따른 AI 복호화 장치(200)는 AI 부호화 장치(600)로부터 제 1 DNN의 정보를 포함하는 AI 데이터를 수신한다. Each of the plurality of DNN setting information is created in connection with the DNN setting information of the first DNN of the
다시 말하면, AI 업스케일부(234)는 AI 부호화 장치(600)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
복수의 DNN 설정 정보 중 제 2 영상(135)의 AI 업스케일을 위한 DNN 설정 정보가 획득되면, 획득된 DNN 설정 정보에 따라 동작하는 제 2 DNN에 기초하여 입력 데이터가 처리될 수 있다.When DNN setting information for AI upscaling of the
예를 들어, 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 one DNN setting information is acquired, the
구체적으로, 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}로 세팅되도록 하고, 이후 DNN 설정 정보의 변경이 있는 경우, 이를 변경된 DNN 설정 정보에 포함된 파라미터들인 {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2}로 교체할 수 있는 것이다.Specifically, the parameters of the 3 It is set, and if there is a change in the DNN setting information later, it can be replaced with {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2}, which are parameters included in the changed DNN setting information.
AI 업스케일부(234)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
일 실시예에서, AI 업스케일부(234)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 업스케일부(234)는 제 2 영상(135)의 해상도를 2배 증가시킬 수 있는 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다.In one embodiment, the
다른 실시예에서, AI 업스케일부(234)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 업스케일부(234)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
도 5는 여러 영상 관련 정보들과 여러 DNN 설정 정보들 사이의 매핑 관계를 나타내는 예시적인 도면이다.Figure 5 is an exemplary diagram showing the mapping relationship between various image-related information and various DNN setting 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 9 참조).Through the embodiment according to FIG. 5, it can be seen that the AI encoding/AI decoding process of an embodiment of the present disclosure does not only consider changes in resolution. As shown in Figure 5, DNN setting information is provided by individually or all considering resolutions such as SD, HD, and Full HD, bitrates such as 10Mbps, 15Mbps, and 20Mbps, and codec information such as AV1, H.264, and HEVC. A choice can be made. To take this into account, training that considers each element in the AI training process must be conducted in conjunction with the encoding and decoding processes (see Figure 9).
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.Therefore, according to the training content, as shown in FIG. 5, when a plurality of DNN setting information is provided based on image-related information including codec type, image resolution, etc., the first image received in the AI decoding process ( 115) DNN setting information for AI upscaling of the
즉, AI 업스케일부(234)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
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 업스케일부(234)는 복수의 DNN 설정 정보 중 A DNN 설정 정보를 사용할 수 있다. As illustrated in FIG. 5, from the information related to the
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 업스케일부(234)는 복수의 DNN 설정 정보 중 B DNN 설정 정보를 사용할 수 있다. In addition, from the information related to the
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 업스케일부(234)는 복수의 DNN 설정 정보 중 C DNN 설정 정보를 사용하고, 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 업스케일부(234)는 복수의 DNN 설정 정보 중 D DNN 설정 정보를 사용할 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 업스케일부(234)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
또 다른 실시예에서, AI 업스케일부(234)는 제 1 복호화부(232)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 업스케일부(234)는 제 1 복호화부(232)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(232)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
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 업스케일부(234)는 AI 데이터에 포함된 DNN 설정 정보의 식별자를 획득한 후, DNN 설정 정보의 식별자에 대응하는 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 업스케일부(234)는 복수의 DNN 설정 정보 중 AI 데이터에 포함된 식별자가 가리키는 DNN 설정 정보를 이용하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수 있다.Additionally, depending on the implementation, AI data may include an identifier of mutually promised DNN setting information. The identifier of the DNN setting information is an upscale target corresponding to the downscale target of the first DNN, and is DNN setting information trained in conjunction between the first DNN and the second DNN to AI upscale the
또한, 구현예에 따라, AI 데이터는 DNN 설정 정보를 포함할 수도 있다. AI 업스케일부(234)는 AI 데이터에 포함된 DNN 설정 정보를 획득한 후, 해당 DNN 설정 정보를 사용하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수도 있다.Additionally, depending on the implementation, AI data may include DNN setting information. The
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 업스케일부(234)는 AI 데이터에 포함된 정보에 기초하여 룩업 테이블 값들 중에서 선택된 일부를 조합하여 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 사용하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일할 수도 있다.Depending on the implementation, if the information constituting the DNN setting information (e.g., the number of convolution layers, the number of filter kernels for each convolution layer, the parameters of each filter kernel, etc.) is stored in the form of a lookup table, The AI
구현예에 따라, AI 업스케일부(234)는 업스케일 타겟에 대응되는 DNN의 구조가 결정되면, 결정된 DNN의 구조에 대응하는 DNN 설정 정보, 예를 들어, 필터 커널의 파라미터들을 획득할 수도 있다.Depending on the implementation, when the structure of the DNN corresponding to the upscale target is determined, the AI
AI 업스케일부(234)는 제 1 DNN과 관련된 정보를 포함하는 AI 데이터를 통해 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 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.The AI
일 실시예에서, 제 2 영상(135)이 복수의 프레임으로 구성된 경우, AI 업스케일부(234)는 소정 개수의 프레임 별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수 있고, 또는, 전체 프레임에 대해 공통된 DNN 설정 정보를 획득할 수도 있다.In one embodiment, when the
도 6은 복수의 프레임으로 구성된 제 2 영상(135)을 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a
도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 영상(135)은 t0 내지 tn에 대응하는 프레임들로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 6, the
일 예시에서, AI 업스케일부(234)는 AI 데이터를 통해 제 2 DNN의 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득한 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
다른 예시에서, AI 업스케일부(234)는 t0 내지 tn에 대응하는 프레임들 중 일부의 프레임들, 예를 들어, t0 내지 ta에 대응하는 프레임들을 AI 데이터로부터 획득한 'A' DNN 설정 정보로 AI 업스케일하고, ta+1 내지 tb에 대응하는 프레임들을 AI 데이터로부터 획득한 'B' DNN 설정 정보로 AI 업스케일할 수 있다. 또한, AI 업스케일부(234)는 tb+1 내지 tn에 대응하는 프레임들을 AI 데이터로부터 획득한 'C' DNN 설정 정보로 AI 업스케일할 수 있다. 다시 말하면, AI 업스케일부(234)는 복수의 프레임들 중 소정 개수의 프레임을 포함하는 그룹마다 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득하고, 그룹 각각에 포함된 프레임들을 독립적으로 획득한 DNN 설정 정보로 AI 업스케일할 수 있다. In another example, the AI
또 다른 예시에서, AI 업스케일부(234)는 제 2 영상(135)을 구성하는 프레임별로 DNN 설정 정보를 독립적으로 획득할 수도 있다. 즉, 제 2 영상(135)이 3개의 프레임으로 구성되어 있는 경우, AI 업스케일부(234)는 첫 번째 프레임과 관련하여 획득한 DNN 설정 정보로 첫 번째 프레임을 AI 업스케일하고, 두 번째 프레임과 관련하여 획득한 DNN 설정 정보로 두 번째 프레임을 AI 업스케일하고, 세 번째 프레임과 관련하여 획득한 DNN 설정 정보로 세 번째 프레임을 AI 업스케일할 수 있다. 전술한, 제 1 복호화부(232)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
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 업스케일부(234)는 AI 데이터에 기초하여 획득한 DNN 설정 정보로 t0 내지 ta 프레임들을 AI 업스케일한다. 그리고, 다른 AI 데이터 내에 DNN의 설정 정보가 tn 프레임까지 유효하다는 정보가 포함되어 있는 경우, AI 업스케일부(234)는 상기 다른 AI 데이터에 기초하여 획득한 DNN 설정 정보로 ta+1 내지 tn 프레임들을 AI 업스케일할 수 있다. In another example, the AI data may include information indicating up to which frames the DNN setting information obtained based on the AI data is valid. For example, if the AI data includes information that the DNN setting information is valid up to the ta frame, the AI
이하에서는, 도 7을 참조하여, 원본 영상(105)의 AI 부호화를 위한 AI 부호화 장치(600)에 대해 설명한다.Below, with reference to FIG. 7 , the
도 7은 일 실시예에 따른 AI 부호화 장치(600)의 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an
도 7을 참조하면, AI 부호화 장치(600)는 AI 부호화부(610) 및 전송부(630)를 포함할 수 있다. AI 부호화부(610)는 AI 다운스케일부(612) 및 제 1 부호화부(614)를 포함할 수 있다. 전송부(630)는 데이터 처리부(632) 및 통신부(634)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 7은 AI 부호화부(610) 및 전송부(630)를 개별적인 장치로 도시하고 있으나, AI 부호화부(610) 및 전송부(630)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 포함하여 구현되거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함하여 구현될 수 있다.Figure 7 shows the
또한, AI 부호화부(610) 및 전송부(630)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. AI 다운스케일부(612)와 제 1 부호화부(614)도 각각 서로 다른 프로세서로 구현될 수 있다.Additionally, the
AI 부호화부(610)는 원본 영상(105)의 AI 다운스케일 및 제 1 영상(115)의 제 1 부호화를 수행하고, AI 데이터 및 영상 데이터를 전송부(630)로 전달한다. 전송부(630)는 AI 데이터 및 영상 데이터를 AI 복호화 장치(200)로 전송한다.The
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 first encoding of the
AI 데이터는, AI 업스케일부(234)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. 또한, 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 that allows the AI
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 one embodiment, the AI data may include an identifier of mutually agreed DNN setting information so that the
또한, 일 실시예에서, AI 데이터는 제 2 DNN에 세팅 가능한 DNN 설정 정보를 포함할 수도 있다.Additionally, in one embodiment, AI data may include DNN setting information that can be set to the second DNN.
AI 다운스케일부(612)는 제 1 DNN을 통해 원본 영상(105)으로부터 AI 다운스케일된 제 1 영상(115)을 획득할 수 있다. AI 다운스케일부(612)는 미리 결정된 기준에 기초하여 원본 영상(105)의 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다.The AI
다운스케일 타겟에 부합하는 제 1 영상(115)의 획득을 위해, AI 다운스케일부(612)는 제 1 DNN에 세팅 가능한 복수의 DNN 설정 정보를 저장할 수 있다. AI 다운스케일부(612)는 복수의 DNN 설정 정보 중 다운스케일 타겟에 대응하는 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보로 세팅된 제 1 DNN을 통해 원본 영상(105)을 AI 다운스케일한다.In order to acquire the
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 DNN setting information may be trained to obtain the
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 다운스케일부(612)는 다운스케일 타겟에 따라 룩업 테이블 값들 중에서 선택된 일부를 조합하여 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득된 DNN 설정 정보를 사용하여 원본 영상(105)을 AI 다운스케일할 수도 있다.Depending on the implementation, if the information constituting the DNN setting information (e.g., the number of convolution layers, the number of filter kernels for each convolution layer, the parameters of each filter kernel, etc.) is stored in the form of a lookup table, The AI
구현예에 따라, AI 다운스케일부(612)는 다운스케일 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
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 setting information for AI downscaling of the
AI 다운스케일부(612)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
이하에서는, AI 다운스케일부(612)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.Below, a description will be given of how the AI
일 실시예에서, AI 다운스케일부(612)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 one embodiment, the AI
일 예에서, AI 다운스케일부(612)는 미리 설정되거나, 사용자로부터 입력받은 압축률 또는 압축 품질 등에 기반하여 다운스케일 타겟을 결정할 수 있다. In one example, the AI
다른 예로, AI 다운스케일부(612)는 AI 부호화 장치(600)에 저장된 압축 히스토리 정보를 이용하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다. 예를 들어, AI 부호화 장치(600)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
또 다른 예로, AI 다운스케일부(612)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
또 다른 예로, AI 다운스케일부(612)는 원본 영상(105)의 해상도, 타입(예를 들어, 파일의 형식)등에 기초하여 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다.As another example, the AI
일 실시예에서, 원본 영상(105)이 복수의 프레임으로 구성된 경우, AI 다운스케일부(612)는 소정 개수의 프레임 별로 다운스케일 타겟을 독립적으로 결정할 수 있고, 또는, 전체 프레임에 대해 공통된 다운스케일 타겟을 결정할 수도 있다.In one embodiment, when the
일 예시에서, AI 다운스케일부(612)는 원본 영상(105)을 구성하는 프레임들을 소정 개수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹별로 다운스케일 타겟을 독립적으로 결정할 수 있다. 각 그룹에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 다운스케일 타겟이 결정될 수 있다. 그룹들에 포함된 프레임들의 개수는 그룹별로 동일하거나 상이할 수 있다.In one example, the AI
다른 예시에서, AI 다운스케일부(612)는 원본 영상(105)을 구성하는 프레임별로 다운스케일 타겟을 독립적으로 결정할 수 있다. 각각의 프레임에 대해 서로 동일하거나 서로 상이한 다운스케일 타겟이 결정될 수 있다.In another example, the AI
이하에서는, AI 다운스케일의 기반이 되는 제 1 DNN(700)의 예시적인 구조에 대해 설명한다.Below, an exemplary structure of the
도 8은 원본 영상(105)의 AI 다운스케일을 위한 제 1 DNN(700)을 나타내는 예시적인 도면이다.FIG. 8 is an exemplary diagram showing a
도 8에 도시된 바와 같이, 원본 영상(105)은 제 1 컨볼루션 레이어(710)로 입력된다. 제 1 컨볼루션 레이어(710)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(720)로 입력된다. 제 1 활성화 레이어(720)는 32개의 특징 맵에 대해 비선형(Non-linear) 특성을 부여할 수 있다.As shown in FIG. 8, the
제 1 활성화 레이어(720)는 제 1 컨볼루션 레이어(710)로부터 출력되는 특징 맵들의 샘플 값들을 제 2 컨볼루션 레이어(730)로 전달할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 특징 맵들의 샘플 값들 중 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(720)에 의해 활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(730)로 전달되고, 어떤 샘플 값들은 제 1 활성화 레이어(720)에 의해 비활성화되어 제 2 컨볼루션 레이어(730)로 전달되지 않는다. 제 1 컨볼루션 레이어(710)로부터 출력되는 특징 맵들이 나타내는 정보가 제 1 활성화 레이어(720)에 의해 강조된다.The
제 1 활성화 레이어(720)의 출력(725)이 제 2 컨볼루션 레이어(730)로 입력된다. 제 2 컨볼루션 레이어(730)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(740)로 입력되고, 제 2 활성화 레이어(740)는 32개의 특징 맵에 대해 비선형 특성을 부여할 수 있다. The
제 2 활성화 레이어(740)의 출력(745)은 제 3 컨볼루션 레이어(750)로 입력된다. 제 3 컨볼루션 레이어(750)는 5 x 5의 크기의 1개의 필터 커널을 이용하여 입력된 데이터에 대해 컨볼루션 처리를 한다. 컨볼루션 처리 결과 제 3 컨볼루션 레이어(750)로부터 1개의 영상이 출력될 수 있다. 제 3 컨볼루션 레이어(750)는 최종 영상을 출력하기 위한 레이어로서 1개의 필터 커널을 이용하여 1개의 출력을 획득한다. 본 개시의 예시에 따르면, 제 3 컨볼루션 레이어(750)는 컨벌루션 연산 결과를 통해 제 1 영상(115)을 출력할 수 있다.The
제 1 DNN(700)의 제 1 컨볼루션 레이어(710), 제 2 컨볼루션 레이어(730) 및 제 3 컨볼루션 레이어(750)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, filter kernel parameters, etc. of the
도 8은 제 1 DNN(700)이 세 개의 컨볼루션 레이어(710, 730, 750)와 두 개의 활성화 레이어(720, 740)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(700)은 RNN(recurrent neural network)을 통해 구현될 수도 있다. 이 경우는 본 개시의 예시에 따른 제 1 DNN(700)의 CNN 구조를 RNN 구조로 변경하는 것을 의미한다.Figure 8 shows that the first DNN (700) includes three convolutional layers (710, 730, 750) and two activation layers (720, 740), but this is only an example and an implementation example Depending on this, the number of convolutional layers and activation layers can be changed in various ways. Additionally, depending on the implementation, the
일 실시예에서, AI 다운스케일부(612)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 one embodiment, the AI
다시 도 7을 참조하면, AI 다운스케일부(612)로부터 제 1 영상(115)을 전달받은 제 1 부호화부(614)는 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하여 제 1 영상(115)이 가지는 정보량을 감축시킬 수 있다. 제 1 부호화부(614)에 의한 제 1 부호화 결과 제 1 영상(115)에 대응하는 영상 데이터가 획득될 수 있다. Referring again to FIG. 7, the
데이터 처리부(632)는 AI 데이터 및 영상 데이터 중 적어도 하나가 소정의 형태로 전송될 수 있게 처리한다. 예를 들어, AI 데이터 및 영상 데이터를 비트스트림 형태로 전송하여야 하는 경우, 데이터 처리부(632)는 AI 데이터가 비트스트림 형태로 표현되도록 AI 데이터를 처리하고, 통신부(634)를 통해 하나의 비트스트림 형태의 AI 데이터 및 영상 데이터를 전송한다. 다른 예로, 데이터 처리부(632)는 AI 데이터가 비트스트림 형태로 표현되도록 AI 데이터를 처리하고, 통신부(634)를 통해 AI 데이터에 해당하는 비트스트림 및 영상 데이터에 해당하는 비트스트림 각각을 통신부(634)를 통해 전송한다. 또 다른 예로, 데이터 처리부(632)는 AI 데이터가 프레임 또는 패킷으로 표현되도록 AI 데이터를 처리하고, 비트스트림 형태의 영상 데이터와, 프레임 또는 패킷 형태의 AI 데이터를 통신부(634)를 통해 전송한다.The
통신부(630)는 네트워크를 통해 AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터를 전송한다. AI 부호화 결과 획득된 AI 부호화 데이터는 영상 데이터와 AI 데이터를 포함한다. 영상 데이터와 AI 데이터는 동종 네트워크 또는 이종 네트워크를 통해 전송될 수 있다.The
일 실시예에서, 데이터 처리부(632)의 처리 결과 획득된 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 obtained as a result of processing by the
이하에서는, 도 9를 참조하여, 제 1 DNN(700)과 제 2 DNN(300)을 연계 훈련시키는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 9, a method of jointly training the
도 9는 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)을 훈련시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a diagram for explaining a method of training the
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(700)과 제 2 DNN(300)의 연계 훈련이 요구된다.In one embodiment, the
정확한 AI 복호화를 위해서는 궁극적으로 도 9에 도시된 제 3 훈련 영상(804)과 원본 훈련 영상(801) 사이의 비교 결과에 대응하는 퀄리티 손실 정보(830)를 감소시킬 필요가 있다. 따라서, 퀄리티 손실 정보(830)는 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)의 훈련 모두에 이용된다.For accurate AI decoding, it is ultimately necessary to reduce the
먼저, 도 9에 도시된 훈련 과정에 대해 설명한다.First, the training process shown in Figure 9 will be described.
도 9에서, 원본 훈련 영상(original training image)(801)은 AI 다운스케일의 대상이 되는 영상이고, 제 1 훈련 영상(first training image)(802)은 원본 훈련 영상(801)로부터 AI 다운스케일된 영상이다. 또한, 제 3 훈련 영상(third training image)(804)은 제 1 훈련 영상(802)으로부터 AI 업스케일된 영상이다. In Figure 9, the
원본 훈련 영상(801)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상을 포함한다. 일 실시예에서, 원본 훈련 영상(801)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상으로부터 추출된 휘도 영상을 포함할 수도 있다. 또한, 일 실시예에서, 원본 훈련 영상(801)은 정지 영상 또는 복수의 프레임으로 이루어진 동영상에서 추출된 패치 영상을 포함할 수도 있다. 원본 훈련 영상(801)이 복수의 프레임으로 이루어진 경우, 제 1 훈련 영상(802), 제 2 훈련 영상 및 제 3 훈련 영상(804) 역시 복수의 프레임으로 구성된다. 원본 훈련 영상(801)의 복수의 프레임이 순차적으로 제 1 DNN(700)에 입력되면, 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)을 통해 제 1 훈련 영상(802), 제 2 훈련 영상 및 제 3 훈련 영상(804)의 복수의 프레임이 순차적으로 획득될 수 있다.The
제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)의 연계 훈련을 위해, 원본 훈련 영상(801)이 제 1 DNN(700)으로 입력된다. 제 1 DNN(700)으로 입력된 원본 훈련 영상(801)은 AI 다운스케일되어 제 1 훈련 영상(802)으로 출력되고, 제 1 훈련 영상(802)이 제 2 DNN(300)에 입력된다. 제 1 훈련 영상(802)에 대한 AI 업스케일 결과 제 3 훈련 영상(804)이 출력된다.For linked training of the
도 9를 참조하면, 제 2 DNN(300)으로 제 1 훈련 영상(802)이 입력되고 있는데, 구현예에 따라, 제 1 훈련 영상(802)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(802)의 제 1 부호화 및 제 1 훈련 영상(802)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. 9, a
도 9를 참조하면, 제 1 DNN(700)을 통해 제 1 훈련 영상(802)이 출력되는 것과 별개로, 원본 훈련 영상(801)으로부터 레거시 다운스케일된 축소 훈련 영상(803)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. 9, separately from the
원본 영상(105)의 구조적 특징을 기준으로 제 1 영상(115)의 구조적 특징이 크게 벗어나는 것을 방지하기 위해, 원본 훈련 영상(801)의 구조적 특징을 보존하는 축소 훈련 영상(803)을 획득하는 것이다.In order to prevent the structural features of the
훈련의 진행 전 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)은 미리 결정된 DNN 설정 정보로 세팅될 수 있다. 훈련이 진행됨에 따라 구조적 손실 정보(810), 복잡성 손실 정보(820) 및 퀄리티 손실 정보(830)가 결정될 수 있다.Before training begins, the
구조적 손실 정보(810)는 축소 훈련 영상(803)과 제 1 훈련 영상(802)의 비교 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예에서, 구조적 손실 정보(810)는 축소 훈련 영상(803)의 구조적 정보와 제 1 훈련 영상(802)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(810)는 원본 훈련 영상(801)의 구조적 정보가 제 1 훈련 영상(802)에서 어느 정도로 유지되고 있는지를 나타낸다. 구조적 손실 정보(810)가 작을수록 제 1 훈련 영상(802)의 구조적 정보가 원본 훈련 영상(801)의 구조적 정보와 유사해진다.
복잡성 손실 정보(820)는 제 1 훈련 영상(802)의 공간적 복잡도에 기반하여 결정될 수 있다. 일 예에서, 공간적 복잡도로서, 제 1 훈련 영상(802)의 총 분산(total variance)값이 이용될 수 있다. 복잡성 손실 정보(820)는 제 1 훈련 영상(802)을 제 1 부호화하여 획득한 영상 데이터의 비트레이트와 관련된다. 복잡성 손실 정보(820)가 작을수록 영상 데이터의 비트레이트가 작은 것으로 정의된다.
퀄리티 손실 정보(830)는 원본 훈련 영상(801)과 제 3 훈련 영상(804)의 비교 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 퀄리티 손실 정보(830)는 원본 훈련 영상(801)과 제 3 훈련 영상(804)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(830)는 제 3 훈련 영상(804)이 원본 훈련 영상(801)과 어느 정도로 유사한지를 나타낸다. 퀄리티 손실 정보(830)가 작을수록 제 3 훈련 영상(804)이 원본 훈련 영상(801)에 더 유사해진다.
도 9를 참조하면, 구조적 손실 정보(810), 복잡성 손실 정보(820) 및 퀄리티 손실 정보(830)가 제 1 DNN(700)의 훈련에 이용되고, 퀄리티 손실 정보(830)는 제 2 DNN(300)의 훈련에 이용된다. 즉, 퀄리티 손실 정보(830)는 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)의 훈련에 모두 이용된다.Referring to FIG. 9,
제 1 DNN(700)은 구조적 손실 정보(810), 복잡성 손실 정보(820) 및 퀄리티 손실 정보(830)에 기초하여 결정된 최종 손실 정보가 감소 또는 최소화되도록 파라미터를 갱신할 수 있다. 또한, 제 2 DNN(300)은 퀄리티 손실 정보(830)가 감소 또는 최소화되도록 파라미터를 갱신할 수 있다.The
제 1 DNN(700) 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
상기 수학식 1에서, LossDS는 제 1 DNN(700)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
즉, 제 1 DNN(700)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(700)의 파라미터들이 갱신되면, 갱신된 파라미터에 기초하여 획득되는 제 1 훈련 영상(802)이 이전 훈련 과정에서의 제 1 훈련 영상(802)과 달라지게 되고, 그에 따라 제 3 훈련 영상(804) 역시 이전 훈련 과정에서의 제 3 훈련 영상(804)과 달라지게 된다. 제 3 훈련 영상(804)이 이전 훈련 과정에서의 제 3 훈련 영상(804)과 달라지게 되면, 퀄리티 손실 정보(830) 역시 새롭게 결정되며, 그에 따라 제 2 DNN(300)은 파라미터들을 갱신한다. 퀄리티 손실 정보(830)가 새롭게 결정되면, LossDS 역시 새롭게 결정되므로, 제 1 DNN(700)은 새롭게 결정된 LossDS에 따라 파라미터들을 갱신한다. 즉, 제 1 DNN(700)의 파라미터 갱신은, 제 2 DNN(300)의 파라미터 갱신을 야기하고, 제 2 DNN(300)의 파라미터 갱신은 제 1 DNN(700)의 파라미터 갱신을 야기하는 것이다. 다시 말하면, 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)은 퀄리티 손실 정보(830)의 공유를 통해 연계 훈련되므로, 제 1 DNN(700)의 파라미터들과 제 2 DNN(300)의 파라미터들이 서로 연관성을 가지고 최적화될 수 있는 것이다.That is, the
수학식 1을 참조하면, LossUS가 퀄리티 손실 정보(830)에 따라 결정되는 것을 알 수 있으나, 이는 하나의 예시이며, LossUS는 구조적 손실 정보(810) 및 복잡성 손실 정보(820) 중 적어도 하나와, 퀄리티 손실 정보(830)에 기초하여 결정될 수도 있다.Referring to
앞서, AI 복호화 장치(200)의 AI 업스케일부(234) 및 AI 부호화 장치(600)의 AI 다운스케일부(612)는 복수의 DNN 설정 정보를 저장하는 것으로 설명하였는데, AI 업스케일부(234) 및 AI 다운스케일부(612)에 저장되는 복수의 DNN 설정 정보 각각을 훈련시키는 방법에 대해 설명한다.Previously, the AI
수학식 1과 관련하여 설명한 바와 같이, 제 1 DNN(700)의 경우, 제 1 훈련 영상(802)의 구조적 정보와 원본 훈련 영상(801)의 구조적 정보 사이의 유사 정도(구조적 손실 정보(810)), 제 1 훈련 영상(802)의 제 1 부호화 결과 획득되는 영상 데이터의 비트레이트(복잡성 손실 정보(820)) 및 제 3 훈련 영상(804)과 원본 훈련 영상(801) 사이의 차이(퀄리티 손실 정보(830))를 고려하여 파라미터를 갱신하게 된다. As described in relation to
자세히 설명하면, 원본 훈련 영상(801)의 구조적 정보와 유사하면서, 제 1 부호화를 하였을 때 획득되는 영상 데이터의 비트레이트가 작은 제 1 훈련 영상(802)이 획득 가능하도록 하는 동시에, 제 1 훈련 영상(802)을 AI 업스케일하는 제 2 DNN(300)이 원본 훈련 영상(801)에 유사한 제 3 훈련 영상(804)을 획득할 수 있도록, 제 1 DNN(700)의 파라미터가 갱신될 수 있다. In detail, it is possible to obtain a
수학식 1의 a, b, c의 가중치가 조절됨으로써, 제 1 DNN(700)의 파라미터들이 최적화되는 방향이 상이해지게 된다. 예를 들어, b의 가중치를 높게 결정하는 경우, 제 3 훈련 영상(804)의 퀄리티보다 비트레이트가 낮아지는 것에 더 중요도를 두고 제 1 DNN(700)의 파라미터가 갱신될 수 있다. 또한, c의 가중치를 높게 결정하는 경우, 비트레이트가 높아지는 것이나, 원본 훈련 영상(801)의 구조적 정보가 유지되는 것보다 제 3 훈련 영상(804)의 퀄리티가 증가하도록 하는 것에 더 중요도를 두고 제 1 DNN(700)의 파라미터가 갱신될 수 있다.By adjusting the weights of a, b, and c in
또한, 제 1 훈련 영상(802)을 제 1 부호화하는데 이용되는 코덱의 타입에 따라 제 1 DNN(700)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.Additionally, the direction in which the parameters of the
즉, 가중치 a, 가중치 b, 가중치 c 및 제 1 훈련 영상(802)의 제 1 부호화를 위한 코덱의 종류에 기반하여 제 1 DNN(700)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(700)과 제 2 DNN(300)을 훈련시키면, 서로 연계되어 최적화된 제 1 DNN(700)의 파라미터들과 제 2 DNN(300)의 파라미터들이 결정될 수 있다. That is, the parameters of the
그리고, 가중치 a, 가중치 b, 가중치 c 및 코덱의 종류를 변경한 후, 제 1 DNN(700)과 제 2 DNN(300)을 훈련시키면, 서로 연계되어 최적화된 제 1 DNN(700)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(700)과 제 2 DNN(300)을 훈련시키면 서로 연계되어 훈련된 복수의 DNN 설정 정보가 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)에서 결정될 수 있는 것이다.Then, after changing the type of weight a, weight b, weight c, and codec, when the
앞서, 도 5와 관련하여 설명한 바와 같이, 제 1 DNN(700) 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(700)에서 출력되는 제 1 훈련 영상(802)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(802)이 특정 코덱에 의해 특정 비트레이트로 제 1 부호화되도록 환경을 설정한 후, 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)을 훈련시킴으로써, 제 1 훈련 영상(802)의 해상도, 제 1 훈련 영상(802)의 제 1 부호화에 이용된 코덱의 종류 및 제 1 훈련 영상(802)의 제 1 부호화 결과 획득된 비트스트림의 비트레이트에 매핑된 DNN 설정 정보 쌍이 결정될 수 있는 것이다. 제 1 훈련 영상(802)의 해상도, 제 1 훈련 영상(802)의 제 1 부호화에 이용된 코덱의 종류 및 제 1 훈련 영상(802)의 제 1 부호화에 따라 획득되는 비트스트림의 비트레이트를 다양하게 변경시킴으로써, 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)의 복수의 DNN 설정 정보들과 제 1 영상 관련 정보들 사이의 매핑 관계가 결정될 수 있다.As previously described with reference to FIG. 5 , a plurality of DNN setting information of the
도 10는 훈련 장치(1000)에 의한 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)의 훈련 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating the training process of the
도 9와 관련하여 설명한 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)의 훈련은 훈련 장치(1000)에 의해 수행될 수 있다. 훈련 장치(1000)는 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)을 포함한다. 훈련 장치(1000)는 예를 들어, AI 부호화 장치(600) 또는 별도의 서버일 수 있다. 훈련 결과 획득된 제 2 DNN(300)의 DNN 설정 정보들은 AI 복호화 장치(200)에 저장된다.Training of the
도 10를 참조하면, 훈련 장치(1000)는 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)의 DNN 설정 정보를 초기 세팅한다(S840, S845). 이에 의해, 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)은 미리 결정된 DNN 설정 정보에 따라 동작할 수 있다. DNN 설정 정보는 제 1 DNN(700) 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. 10, the
훈련 장치(1000)는 원본 훈련 영상(801)을 제 1 DNN(700)으로 입력한다(S850). 원본 훈련 영상(801)은 정지 영상 또는 동영상을 구성하는 적어도 하나의 프레임을 포함할 수 있다.The
제 1 DNN(700)은 초기 세팅된 DNN 설정 정보에 따라 원본 훈련 영상(801)을 처리하고, 원본 훈련 영상(801)으로부터 AI 다운스케일된 제 1 훈련 영상(802)을 출력한다(S855). 도 10은 제 1 DNN(700)으로부터 출력된 제 1 훈련 영상(802)이 제 2 DNN(300)으로 바로 입력되는 것으로 도시되어 있으나, 제 1 DNN(700)으로부터 출력된 제 1 훈련 영상(802)이 훈련 장치(1000)에 의해 제 2 DNN(300)으로 입력될 수 있다. 또한, 훈련 장치(1000)는 제 1 훈련 영상(802)을 소정의 코덱으로 제 1 부호화 및 제 1 복호화한 후, 제 2 훈련 영상을 제 2 DNN(300)으로 입력할 수 있다.The
제 2 DNN(300)은 제 1 훈련 영상(802) 또는 제 2 훈련 영상을 초기 세팅된 DNN 설정 정보에 따라 처리하고, 제 1 훈련 영상(802) 또는 제 2 훈련 영상으로부터 AI 업스케일된 제 3 훈련 영상(804)을 출력한다(S860).The
훈련 장치(1000)는 제 1 훈련 영상(802)에 기초하여 복잡성 손실 정보(820)를 산출한다(S865).The
훈련 장치(1000)는 축소 훈련 영상(803)과 제 1 훈련 영상(802)을 비교하여 구조적 손실 정보(810)를 산출한다(S870).The
훈련 장치(1000)는 원본 훈련 영상(801)과 제 3 훈련 영상(804)을 비교하여 퀄리티 손실 정보(830)를 산출한다(S875).The
제 1 DNN(700)은 최종 손실 정보에 기초한 역전사(back propagation) 과정을 통해 초기 세팅된 DNN 설정 정보를 갱신한다(S880). 훈련 장치(1000)는 복잡성 손실 정보(820), 구조적 손실 정보(810) 및 퀄리티 손실 정보(830)에 기초하여 제 1 DNN(700)의 훈련을 위한 최종 손실 정보를 산출할 수 있다.The
제 2 DNN(300)은 퀄리티 손실 정보 또는 최종 손실 정보에 기초한 역전사 과정을 통해 초기 세팅된 DNN 설정 정보를 갱신한다(S885). 훈련 장치(1000)는 퀄리티 손실 정보(830)에 기초하여 제 2 DNN(300)의 훈련을 위한 최종 손실 정보를 산출할 수 있다.The
이후, 훈련 장치(1000), 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN(300)은 최종 손실 정보들이 최소화될 때까지 S850 내지 S885 과정을 반복하면서 DNN 설정 정보를 갱신한다. 이 때, 각 반복 과정 동안 제 1 DNN(700) 및 제 2 DNN은 이전 과정에서 갱신된 DNN 설정 정보에 따라 동작한다.Thereafter, the
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
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 in Table 1, although the subjective image quality when AI encoding and AI decoding content consisting of 300 frames of 8K resolution according to an embodiment of the present disclosure is higher than the subjective image quality when encoding and decoding with HEVC , it can be seen that the bit rate has decreased by more than 50%.
도 11은 원본 영상(105)의 AI 다운스케일을 위한 장치(20) 및 제 2 영상(135)의 AI 업스케일을 위한 장치(40)를 도시하는 예시적인 도면이다.FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating an
장치(20)는 원본 영상(105)을 수신하고, AI 다운스케일부(1124) 및 변환 기반 부호화부(1126)를 이용하여 영상 데이터(25) 및 AI 데이터(30)를 장치(40)로 제공한다. 일 실시예에서, 영상 데이터(25)는 도 1의 영상 데이터에 대응하고, AI 데이터(30)는 도 1의 AI 데이터에 대응한다. 또한, 일 실시예에서, 변환 기반 부호화부(1126)는 도 7의 제 1 부호화부(614)에 대응하고, AI 다운스케일부(1124)는 도 7의 AI 다운스케일부(612)에 대응한다.The
장치(40)는 AI 데이터(30) 및 영상 데이터(25)를 수신하고, 변환 기반 복호화부(1146) 및 AI 업스케일부(1144)를 이용하여 제 3 영상(145)을 획득한다. 일 실시예에서, 변환 기반 복호화부(1146)는 도 2의 제 1 복호화부(232)에 대응하고, AI 업스케일부(1144)는 도 2의 AI 업스케일부(234)에 대응한다.The
일 실시예에서, 장치(20)는 CPU, 메모리 및 인스트럭션들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 메모리에 저장된다. 일 실시예에서, CPU에 의한 컴퓨터 프로그램의 실행에 따라, 장치(20)는 도 11과 관련하여 설명할 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 전용 하드웨어 칩 및/또는 CPU에 의해 도 11과 관련하여 설명할 기능이 수행된다.In one embodiment,
일 실시예에서, 장치(40)는 CPU, 메모리 및 인스트럭션들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 메모리에 저장된다. 일 실시예에서, CPU에 의한 컴퓨터 프로그램의 실행에 따라, 장치(40)는 도 11과 관련하여 설명할 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 전용 하드웨어 칩 및/또는 CPU에 의해 도 11과 관련하여 설명할 기능이 수행된다.In one embodiment,
도 11에서, 구성 제어부(1122)는 하나 이상의 입력 값(10)을 수신한다. 일 실시예에서, 하나 이상의 입력 값(10)은 AI 다운스케일부(1124) 및 AI 업스케일부(1144)를 위한 타겟 해상도 차이, 영상 데이터(25)의 비트레이트, 영상 데이터(25)의 비트레이트 타입(예를 들어, variable bitrate 타입, constant bitrate 타입 또는 average bitrate 타입 등) 및 변환 기반 부호화부(1126)를 위한 코덱 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나 이상의 입력 값(10)은 장치(20)에 미리 저장되거나, 사용자로부터 입력받은 값을 포함할 수 있다.11,
구성 제어부(1122)는 수신된 입력 값(10)에 기초하여 AI 다운스케일부(1124) 및 변환 기반 부호화부(1126)의 동작을 제어한다. 일 실시예에서, 구성 제어부(1122)는 수신된 입력 값(10)에 따라 AI 다운스케일부(1124)를 위한 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득한 DNN 설정 정보로 AI 다운스케일부(1124)를 세팅한다. 일 실시예에서, 구성 제어부(1122)는 수신된 입력 값(10)을 AI 다운스케일부(1124)로 전달하고, AI 다운스케일부(1124)는 수신된 입력 값(10)에 기초하여 원본 영상(105)을 AI 다운스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 구성 제어부(1122)는 입력 값(10)과 함께 추가 정보, 예를 들어, AI 다운스케일이 적용되는 컬러 포맷(휘도 성분, 색차 성분, 레드 성분, 그린 성분 또는 블루 성분 등) 정보, HDR(high dynamic range)의 톤 매핑(tone mapping) 정보 등을 AI 다운스케일부(1124)로 제공하고, AI 다운스케일부(1124)는 입력 값(10) 및 추가 정보를 고려하여 DNN 설정 정보를 획득할 수도 있다. 일 실시예에서, 구성 제어부(1122)는 수신된 입력 값(10)의 적어도 일부를 변환 기반 부호화부(1126)로 전달하여 변환 기반 부호화부(1126)가 특정 값의 비트레이트, 특정 타입의 비트레이트 및 특정 코덱으로 제 1 영상(115)을 제 1 부호화하게 한다.The
AI 다운스케일부(1124)는 원본 영상(105)을 수신하고, 제 1 영상(115)을 획득하기 위해 도 1, 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10 중 적어도 하나와 관련하여 설명한 동작을 수행한다.The AI
일 실시예에서, AI 데이터(30)는 장치(40)로 제공된다. AI 데이터(30)는 원본 영상(105)과 제 1 영상(115) 사이의 해상도 차이 정보 및 제 1 영상(115) 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 해상도 차이 정보는 입력 값(10)의 타겟 해상도 차이에 기반하여 결정될 수 있고, 제 1 영상(115) 관련 정보는 타겟 비트레이트, 비트레이트 타입 및 코덱 타입 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, AI 데이터(30)는 AI 업스케일 과정에 이용되는 파라미터들을 포함할 수도 있다. AI 데이터는 AI 다운스케일부(1124)로부터 장치(40)로 제공될 수도 있다.In one embodiment,
제 1 영상(105)은 변환 기반 부호화부(1126)에 의해 처리되어 영상 데이터(25)가 획득되고, 영상 데이터(25)는 장치(40)로 전달된다. 변환 기반 부호화부(1126)는 MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1에 따라 제 1 영상(115)을 처리할 수 있다.The
구성 제어부(1142)는 AI 데이터(30)에 기초하여 AI 업스케일부(1144)의 동작을 제어한다. 일 실시예에서, 구성 제어부(1142)는 수신된 AI 데이터(30)에 따라 AI 업스케일부(1144)를 위한 DNN 설정 정보를 획득하고, 획득한 DNN 설정 정보로 AI 업스케일부(1144)를 세팅한다. 일 실시예에서, 구성 제어부(1142)는 수신된 AI 데이터(30)을 AI 업스케일부(1144)로 전달하고, AI 업스케일부(1144)는 AI 데이터(30)에 기초하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하기 위한 DNN 설정 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 구성 제어부(1142)는 AI 데이터(30)와 함께 추가 정보, 예를 들어, AI 업스케일이 적용되는 컬러 포맷(휘도 성분, 색차 성분, 레드 성분, 그린 성분 또는 블루 성분 등) 정보, HDR(high dynamic range)의 톤 매핑 정보 등을 AI 업스케일부(1144)로 제공하고, AI 업스케일부(1144)는 AI 데이터(30) 및 추가 정보를 고려하여 DNN 설정 정보를 획득할 수도 있다. 일 실시예에서, AI 업스케일부(1144)는 구성 제어부(1142)로부터 AI 데이터(30)를 수신하고, 변환 기반 복호화부(1146)로부터 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 양자화 파라미터 정보 중 적어도 하나를 수신하고, 예측 모드 정보, 움직임 정보 및 양자화 파라미터 정보 중 적어도 하나와 AI 데이터(30)에 기초하여 DNN 설정 정보를 획득할 수도 있다.The
변환 기반 복호화부(1146)는 영상 데이터(25)를 처리하여 제 2 영상(135)을 복원한다. 변환 기반 복호화부(1146)는 MPEG-2, H.264 AVC, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 또는 AV1에 따라 영상 데이터(25)를 처리할 수 있다.The transformation-based
AI 업스케일부(1144)는 세팅된 DNN 설정 정보를 기초로 변환 기반 복호화부(1146)로부터 제공되는 제 2 영상(135)을 AI 업스케일하여 제 3 영상(145)을 획득한다.The AI
AI 다운스케일부(1124)는 제 1 DNN을 포함하고, AI 업스케일부(1144)는 제 2 DNN을 포함할 수 있는데, 일 실시예에서, 제 1 DNN 및 제 2 DNN을 위한 DNN 설정 정보들은 도 9 및 도 10과 관련하여 설명한 훈련 방법에 따라 훈련된다.The AI
한편, 도 2에 도시된 AI 복호화 장치(200)는 방송(예를 들어, 지상파 방송, 케이블 방송, 위성 방송) 데이터 또는 스트리밍 컨텐츠를 수신하여, 수신한 방송 데이터 또는 스트리밍 컨텐츠를 AI 복호화하고, AI 복호화 된 영상을 디스플레이하거나 디스플레이하도록 외부로 출력할 수 있다. 그러나, 컨텐츠 제작자가 제공하는 UX(user experience) 등에 특화된 전용 미디어 스트리밍 허브 장치(예를 들어, dedicated media streaming hub, e.g. firestick, Chromecast 등)를 사용하여, 스트리밍 컨텐츠를 수신하는 경우, 스트리밍 허브 장치는 제1 복호화를 수행하고, 스트리밍 허브 장치와 연결된 별도의 장치에서 제1 복호화 된 제2 영상의 AI 업 스케일이 수행될 수 있다.Meanwhile, the
이에 따라, 제1 복호화(130)와 AI 업 스케일(140)을 각각 분리하여 수행할 수 있는 장치들 및 장치들을 서로 연결하고, AI 업 스케일에 필요한 AI 데이터를 송수신할 수 있는 방법이 필요하다.Accordingly, there is a need for devices that can separately perform the
도 12는 일 실시예에 따른 AI 복호화 시스템을 나타내는 도면이다.Figure 12 is a diagram showing an AI decoding system according to an embodiment.
일 실시예에 따른 AI 복호화 시스템(1000)은 복호화 장치(1100) 및 AI 업스케일 장치(1200)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는 외부 소스, 외부 서버 또는 외부 장치로부터 부호화된 데이터 또는 부호화된 신호를 수신하여, 부호화된 데이터 또는 신호를 복호화하는 장치를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는, 셋탑 박스(set-top box), 동글 (dongle) 등의 형태로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 외부 장치들로부터, 멀티미디어 데이터를 수신할 수 있는 다양한 전자 장치로 구현될 수 있다.The
일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는 AI 부호화 데이터를 수신하고, AI 부호화 데이터에 기초하여, 제1 복호화를 수행할 수 있다. AI 부호화 데이터는 원본 영상의 AI 다운 스케일 및 제1 부호화 결과 생성된 데이터로, 영상 데이터 및 AI 데이터를 포함할 수 있다. 복호화 장치(1100)는 영상 데이터의 제1 복호화를 통해, 제1 영상에 대응하는 제2 영상을 복원할 수 있다. 이때, 제1 영상은, 원본 영상이 AI 다운스케일된 영상일 수 있다.The
일 실시예에 따른 제1 복호화는, 영상 데이터를 엔트로피 복호화하여 양자화된 잔차 데이터를 생성하는 과정, 양자화된 잔차 데이터를 역양자화하는 과정, 예측 데이터를 생성하는 과정, 예측 데이터와 잔차 데이터를 이용하여 제 2 영상을 복원하는 과정 등을 포함할 수 있다. 이와 같은, 제 1 복호화 과정은 AI 다운스케일된 제1 영상을 제1 부호화하는 과정에서 사용된 MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9 및 AV1 등 주파수 변환을 이용한 영상 압축 방법 중의 하나에 대응되는 영상 복원 방법을 통해 구현될 수 있다.The first decoding according to an embodiment includes a process of entropy decoding image data to generate quantized residual data, a process of dequantizing the quantized residual data, a process of generating prediction data, and using the prediction data and residual data. A process of restoring the second image may be included. As such, the first decoding process is frequency conversion such as MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, and AV1 used in the first encoding process of the AI downscaled first image. It can be implemented through an image restoration method corresponding to one of the image compression methods using .
일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는 복원된 제2 영상과, AI 부호화 데이터에 포함되는 AI 데이터를 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다. 이때, 복호화 장치(1100)는 입/출력 인터페이스를 통해, 제2 영상 및 AI 데이터를 AI 업스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다.The
또한, 복호화 장치(1100)는 영상 데이터에 포함된 모드 정보, 양자화 파라미터 정보 등 제1 복호화 관련 정보를 입/출력 인터페이스를 통해, AI 업 스케일 장치(1200)로 더 전송할 수 있다. Additionally, the
예를 들어, 복호화 장치(1100)와 AI 업 스케일 장치(1200)는 HDMI 케이블 또는 DP(Display Port) 케이블로 연결될 수 있으며, 복호화 장치(1100)는 HDMI 또는 DP를 통해, 제2 영상 및 AI 데이터를 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다.For example, the
일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(1200)는 복호화 장치(1100)로부터 수신한 AI 데이터를 이용하여, 제2 영상을 AI 업스케일할 수 있다. 예를 들어, 제2 DNN을 통해, 제2 영상을 AI 업 스케일하여, 제3 영상을 생성할 수 있다. The AI
또한, 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(1200)는 디스플레이를 포함하는 전자 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, AI 업 스케일 장치(1200)는, TV, 휴대폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라, 캠코더, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 데스크탑, 호환 가능한 컴퓨터 모니터(compatible computer monitor), 비디오 프로젝터(video projector), 디지털 방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같은 다양한 전자 장치로 구현될 수 있다.Additionally, the AI
일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(1200)가 디스플레이를 포함하는 경우, AI 업 스케일 장치(1200)는 제2 영상 또는 제3 영상을 디스플레이에 표시할 수 있다.When the AI
도 13은 일 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.Figure 13 is a diagram showing the configuration of a decoding device according to an embodiment.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는 수신부(1110), 제1 복호화부(1120) 및 입/출력부(1130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the
일 실시예에 따른 수신부(1110)는 AI 부호화 결과 생성된 AI 부호화 데이터를 수신할 수 있다. 수신부(1110)는 통신부(1111), 파싱부(1112) 및 출력부(1113)를 포함할 수 있다. 수신부(1110)는 AI 부호화 결과 생성된 AI 부호화 데이터를 수신 및 파싱하고, 영상 데이터와 AI 데이터를 구분하여, 영상 데이터는 제1 복호화부(1120)로 출력하고, AI 데이터는 입/출력부(1130)로 출력한다.The receiving
구체적으로, 통신부(1111)는 네트워크를 통해 AI 부호화 결과 생성된 AI 부호화 데이터를 수신한다. AI 부호화 결과 생성된 AI 부호화 데이터는 영상 데이터와 AI 데이터를 포함한다.Specifically, the
일 실시예에 따른 AI 데이터는, 영상 데이터와 함께 비디오 파일에 포함되어, 수신될 수 있다. AI 데이터가 비디오 파일에 포함되는 경우, AI 데이터는 비디오 파일의 헤더의 메타데이터에 포함될 수 있다.AI data according to one embodiment may be received by being included in a video file along with image data. When AI data is included in a video file, the AI data may be included in metadata in the header of the video file.
또는, AI 부호화된 영상 데이터가 기 설정된 시간 단위로 분할된 세그먼트로 수신되는 경우, AI 데이터는, 세그먼트의 메타데이터에 포함될 수 있다.Alternatively, when AI-encoded video data is received as segments divided in preset time units, the AI data may be included in the metadata of the segments.
또는, AI 데이터는 부호화되어 비트스트림에 포함된 형태로 수신될 수 있다. 또는, AI 데이터는 별도의 파일로 수신될 수 있다.Alternatively, AI data may be encoded and received in a form included in a bitstream. Alternatively, AI data may be received as a separate file.
도 13은, AI 데이터가 메타데이터의 형태로 수신되는 경우를 나타낸다.Figure 13 shows a case where AI data is received in the form of metadata.
AI 부호화 데이터는 영상 데이터와 AI 데이터로 구분될 수 있다. 예를 들어, 파싱부(1112)는 통신부(1111)를 통해 수신된 AI 부호화 데이터를 전달받아 파싱(parsing)하여 영상 데이터와 AI 데이터로 구분한다. 예를 들어, 네트워크를 통해 수신된 데이터가 멀티미디어 데이터를 저장 또는 전송하기 위해 널리 사용되는 ISO Base Media File Format 규격을 따르는 MP4 파일 형식으로 구성되어 있을 수 있다. MP4 파일 형식은 복수 개의 박스로 구성되며, 각 박스는 어떤 데이터를 담고 있는지 나타내는 타입 정보와 박스의 크기를 나타내는 사이즈 정보를 가질 수 있다. 이 때, MP4 파일 형식으로 수신된 데이터는 영상 데이터를 포함한 실제 미디어 데이터가 저장된 미디어 데이터 박스와 미디어와 관련된 메타데이터가 저장된 메타데이터 박스로 구성될 수 있다. 수신된 데이터 내, 박스 타입을 파싱하여, 해당 데이터가 영상 데이터인지 또는 AI 데이터인지를 구분할 수 있다. 일 예에서, 파싱부(1112)는 통신부(1111)를 통해 수신된 MP4 파일 형식으로 구성된 데이터의 박스 타입을 식별하고 영상 데이터와 AI 데이터를 구분하여, 출력부(1113)로 전달하고, 출력부(1113)는 각각의 구분된 데이터를 제 1 복호화부(1120) 및 입/출력부(1130)로 전달한다. AI encoded data can be divided into video data and AI data. For example, the
이 때, 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 생성된 영상 데이터인 것으로 확인할 수도 있다. 이 경우, 영상 데이터가 상기 확인된 코덱으로 처리될 수 있도록, 출력부(1113)를 통해 해당 정보를 제 1 복호화부(1120)로 전달할 수 있다.At this time, the image data included in the AI encoded data is image data generated through a certain codec (e.g., MPEG-2, H.264, MPEG-4, HEVC, VC-1, VP8, VP9, or AV1). It can also be confirmed that it is. In this case, the corresponding information can be transmitted to the
일 실시예에 따른 AI 부호화 데이터는, 하드 디스크 등을 포함하는 데이터 저장 매체로부터 획득된 것일 수 있으며, 일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는 USB 포트 등의 입/출력 인터페이스를 통하여, 저장 매체로부터 AI 부호화 데이터를 획득할 수 있다.AI-encoded data according to an embodiment may be obtained from a data storage medium including a hard disk, etc., and the
또한, 통신부(1111)에서 수신된 AI 부호화 데이터는 메모리에 저장될 수 있으며, 파싱부(1112)는 메모리로부터 획득된 AI 부호화 데이터를 파싱할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.Additionally, the AI encoded data received from the
제 1 복호화부(1120)는 영상 데이터에 기초하여 제 1 영상에 대응하는 제 2 영상을 복원한다. 제 1 복호화부(1120)에 의해 생성된 제 2 영상은 입/출력부로 전달된다. 구현예에 따라서는, 영상 데이터에 포함된 모드 정보, 양자화 파라미터 정보 등 제 1 복호화 관련 정보가 입/출력부(1130)로 더 전달될 수 있다.The
입/출력부(1130)는 출력부(1113)로부터 AI 데이터를 전달받을 수 있다. The input/
입/출력부(1130)는 입/출력 인터페이스를 통해서, 데이터를 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 입/출력부(1130)는, 비디오 데이터, 오디오 데이터 및 부가 데이터 등을 송수신할 수 있다. 또는, 외부 장치로 명령을 요청하거나 수신할 수 있으며, 명령에 대한 응답 메시지를 전송할 수도 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.The input/
다시, 도 13을 참조하면, 입/출력부(1130)는 제1 복호화부(1120)로부터 전달받은 제2 영상과 출력부(1113)로부터 전달받은 AI 데이터를 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다.Again, referring to FIG. 13, the input/
예를 들어, 입/출력부(1130)는 HDMI를 포함할 수 있으며, 입/출력부(1130)는 HDMI를 통해, 제2 영상 및 AI 데이터를 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다. For example, the input/
또는, 입/출력부(1130)는 DP(Display Port)를 포함할 수 있으며, 입/출력부(1130)는 DP를 통해, 제2 영상 및 AI 데이터를 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다.Alternatively, the input/
이하, 도 14를 참조하여, 메타데이터 형태로 포함되는 AI 데이터의 데이터 구조를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 14, the data structure of AI data included in the form of metadata will be described in detail.
도 14는, 일 실시예에 따른 메타데이터 형태로 포함되는 AI 데이터의 데이터 구조를 나타낸다.Figure 14 shows the data structure of AI data included in the form of metadata according to an embodiment.
일 실시예에 따른 AI 데이터는 비디오 파일의 헤더의 메타데이터 또는 세그먼트의 메타데이터에 포함될 수 있다. 일 예로, 전술한 MP4 파일 형식을 따르는 경우, 비디오 파일 또는 세그먼트는 실제 미디어 데이터를 담고 있는 미디어 데이터 박스와 미디어와 관련된 메타데이터를 담고 있는 메타데이터 박스로 구성될 수 있다. 도 14에서 설명할 메타데이터 형태의 AI 데이터는 메타데이터 박스에 담겨 전달될 수 있다.AI data according to one embodiment may be included in the metadata of the header or metadata of the segment of the video file. For example, when following the aforementioned MP4 file format, a video file or segment may be composed of a media data box containing actual media data and a metadata box containing metadata related to the media. AI data in the form of metadata, which will be described in FIG. 14, can be delivered in a metadata box.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 AI 데이터는, ai_codec_info(1300), ai_codec_applied_channel_info (1302), target_bitrate_info(1304), res_info(1306), ai_codec_DNN_info(1312), ai_codec_supplementary_info(1314) 등의 엘리먼트를 포함할 수 있다. 도 14에 나타난 각 엘리먼트의 배열 순서는 예시일 뿐, 통상의 기술자는 상기 엘리먼트의 배열 순서를 변경하여 실시할 수 잇다.Referring to FIG. 14, AI data according to one embodiment may include elements such as ai_codec_info (1300), ai_codec_applied_channel_info (1302), target_bitrate_info (1304), res_info (1306), ai_codec_DNN_info (1312), and ai_codec_supplementary_info (1314). You can. The arrangement order of each element shown in FIG. 14 is only an example, and a person skilled in the art may change the arrangement order of the elements.
일 실시 예에서, ai_codec_info(1300)는 제2 영상(135)과 같은 저해상도 영상에 AI 업스케일이 적용되는지 여부를 나타낸다. ai_codec_info(1300)가 영상 데이터에 따라 복원된 제 2 영상에 AI 업스케일이 적용됨을 나타낼 경우, AI 데이터의 데이터 구조는 AI 업스케일에 사용되는 업스케일 DNN 정보를 획득하기 위한 엘리먼트들을 포함한다. In one embodiment,
ai_codec_applied_channel_info (1302)는 AI 업스케일이 적용되는 색 채널을 나타내는 채널 정보이다. 영상은 RGB 포맷, YUV 포맷, YCbCr 포맷 등으로 표현될 수 있으며, 프레임의 타입에 따라, YCbCr 색 채널들, RGB 색 채널들 또는 YUV 색 채널들 중 AI 업 스케일이 필요한 색 채널을 나타낼 수 있다.ai_codec_applied_channel_info (1302) is channel information indicating the color channel to which AI upscaling is applied. The image can be expressed in RGB format, YUV format, YCbCr format, etc., and depending on the type of frame, it can indicate the color channel that requires AI upscaling among YCbCr color channels, RGB color channels, or YUV color channels.
target_bitrate_info (1304)는 제 1 부호화(614) 결과 획득된 영상 데이터의 비트레이트를 나타내는 정보이다. AI 업스케일부(234)는 target_bitrate_info (1304)에 따라, 제 2 영상의 화질에 적합한 업스케일 DNN 정보를 획득할 수 있다.target_bitrate_info (1304) is information indicating the bitrate of image data obtained as a result of the first encoding (614). The AI
res_info (1306)는 제3 영상(145)과 같은 AI 업스케일 된 고해상도 영상의 해상도에 관련된 해상도 정보를 나타낸다. res_info (1306)는 pic_width_org_luma(1308), pic_height_org_luma(1310)을 포함할 수 있다. pic_width_org_luma(1308), pic_height_org_luma(1310)는 각각 고해상도 영상의 너비와 높이를 나타내는 고해상도 영상 너비 정보와 고해상도 영상 높이 정보이다. AI 업스케일부(234)는 pic_width_org_luma(1308), pic_height_org_luma(1310)에 따라 결정된 고해상도 영상의 해상도와 제1 복호화부(232)에서 복원된 저해상도 영상의 해상도에 따라, AI 업스케일 비율을 결정할 수 있다. res_info (1306) represents resolution information related to the resolution of an AI upscaled high-resolution image such as the third image (145). res_info (1306) may include pic_width_org_luma (1308) and pic_height_org_luma (1310). pic_width_org_luma(1308) and pic_height_org_luma(1310) are high-resolution image width information and high-resolution image height information that indicate the width and height of the high-resolution image, respectively. The AI
ai_codec_DNN_info (1312)는 제 2 영상의 AI 업스케일에 사용되는 상호 약속된 업스케일 DNN 정보를 가리키는 정보이다. AI 업스케일부(234)는 ai_codec_applied_channel_info (1302), target_bitrate_info (1304), res_info (1306) 등에 따라, 미리 저장된 복수의 DNN 설정 정보들 중에 하나를 업스케일 DNN 정보로 결정할 수 있다. 또한 AI 업스케일부(234)는 영상의 기타 특성(영상의 장르, 최대 휘도, 색역 등) 및 부호화한 코덱 정보를 추가로 고려하여, 미리 저장된 복수의 DNN 설정 정보 중에 하나를 업스케일 DNN 정보로 결정할 수 있다. ai_codec_DNN_info (1312) is information indicating mutually promised upscale DNN information used for AI upscale of the second image. The AI
업스케일용 DNN을 나타내는 DNN 정보는, 전술한 바와 같이 AI 업스케일부에 미리 저장된 DNN 설정 정보 중 하나를 가리키는 식별자로 표현될 수도 있고 DNN을 구성하는 컨볼루션 레이어 수, 컨볼루션 레이어 별 필터 커널의 개수, 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수도 있다.As described above, the DNN information representing the DNN for upscaling may be expressed as an identifier indicating one of the DNN setting information pre-stored in the AI upscale unit, and may be expressed as an identifier indicating the number of convolutional layers constituting the DNN and the filter kernel for each convolutional layer. It may also include information about at least one of the number and parameters of each filter kernel.
ai_codec_supplementary_info (1314)는 AI 업스케일에 관한 부가 정보를 나타낸다. ai_codec_supplementary_info (1314)는 비디오에 적용되는 업스케일 DNN 정보의 결정에 필요한 정보를 포함할 수 있다. ai_codec_supplementary_info (1314)는 장르, HDR 최대 조도, HDR 색역, HDR PQ 정보, 코덱 정보, 레이트 콘트롤 타입 등에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.ai_codec_supplementary_info (1314) represents additional information about AI upscale. ai_codec_supplementary_info (1314) may include information necessary for determining upscale DNN information applied to video. ai_codec_supplementary_info (1314) may include information about genre, HDR maximum illuminance, HDR color gamut, HDR PQ information, codec information, rate control type, etc.
한편, AI 데이터가 세그먼트의 메타데이터에 포함되는 경우, AI 데이터는 종속 정보를 나타내는 dependent_ai_condition_info 를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, when AI data is included in the metadata of the segment, the AI data may further include dependent_ai_condition_info indicating dependent information.
dependent_ai_condition_info 는 현재 세그먼트가 이전 세그먼트의 AI 데이터를 승계하는지 여부를 나타낸다. dependent_ai_condition_info indicates whether the current segment inherits the AI data of the previous segment.
예를 들어, dependent_ai_condition_info 가 현재 세그먼트가 이전 세그먼트의 AI 데이터를 승계함을 나타낼 때, 현재 세그먼트의 메타데이터에는 전술한 ai_codec_info(1300) 내지 ai_codec_supplementary_info(1314)에 해당하는 AI 데이터가 포함되지 않는다. 대신 현재 세그먼트의 AI 데이터는 이전 세그먼트의 AI 데이터와 동일하도록 결정된다.For example, when dependent_ai_condition_info indicates that the current segment succeeds the AI data of the previous segment, the metadata of the current segment does not include AI data corresponding to the above-described ai_codec_info (1300) to ai_codec_supplementary_info (1314). Instead, the AI data of the current segment is determined to be the same as the AI data of the previous segment.
또한, dependent_ai_condition_info 가 현재 세그먼트가 이전 세그먼트의 AI 데이터를 승계하지 않음을 나타낼 때, 현재 세그먼트의 메타데이터에는 AI 데이터가 포함된다. 따라서 현재 세그먼트의 미디어 데이터와 관련된 AI 데이터가 획득될 수 있다.Additionally, when dependent_ai_condition_info indicates that the current segment does not inherit the AI data of the previous segment, the metadata of the current segment includes AI data. Therefore, AI data related to the media data of the current segment can be obtained.
한편, 일 실시예에 따른 수신부(1110) 및 AI 복호화부(1120)는 개별적인 장치로 설명하였으나, 하나의 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 별도의 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 포함하여 구현되거나, 외부 메모리를 이용하기 위한 메모리 처리부를 포함하여 구현될 수 있다.Meanwhile, the receiving
또한, 수신부(1110) 및 AI 복호화부(1120)는 하나 이상의 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. Additionally, the receiving
도 15는 일 실시예에 따른 AI 데이터가 영상 데이터에 포함되어 비트스트림 형태로 수신되는 경우를 나타내는 도면이다.FIG. 15 is a diagram illustrating a case where AI data is included in video data and received in the form of a bitstream, according to an embodiment.
도 15의 통신부(1111), 출력부(1113), 제1 복호화부(1120), 및 입/출력부(1130)의 구성에 대해서는 도 13에서 자세히 설명하였으므로 동일한 설명은 생략하기로 한다.The configuration of the
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 통신부(1111)는 영상 데이터 및 AI 데이터가 함께 부호화된 비트스트림을 수신할 수 있다. 이때, AI 데이터는, 제1 부호화/복호화에 사용되는 코덱의 기능을 추가적으로 향상시킬 수 있는 정보인, SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지 형태로 비트스트림에 포함될 수 있다. SEI 메시지는 프레임 단위로 전송될 수 있다.Referring to FIG. 15, the
AI 부호화 데이터가 영상 데이터와 AI 데이터가 함께 부호화된 비트스트림 형태로 수신되는 경우, 영상 데이터와 AI 데이터는 구분될 수 없다. 따라서, 통신부(1111)는 비트스트림 형태의 AI 부호화 데이터를 출력부(1113)로 전달하고, 출력부(1113)는 비트스트림 형태의 AI 부호화 데이터를 제1 복호화부(1120)로 전달한다.If AI encoded data is received in the form of a bitstream in which video data and AI data are encoded together, the video data and AI data cannot be distinguished. Accordingly, the
제1 복호화부(1120)는, 출력부(1113)로부터 전달받은 비트스트림에 포함된 영상 데이터에 기초하여, 제1 영상에 대응하는 제2 영상을 복원하며, 제2 영상을 입/출력부(1130)로 전달한다.The
또한, 제1 복호화부(1120)는 비트스트림으로부터 AI 데이터가 포함된 SEI 메시지의 페이로드(payload)를 분리하여, 입/출력부(1130)로 전달한다.Additionally, the
입/출력부(1130)는 제1 복호화부(1120)로부터 전달받은 제2 영상과 SEI 메시지의 페이로드(예를 들어, AI 데이터)를 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다.The input/
이때, AI 데이터는, SEI 메시지 내에, 도 16에 도시된 바와 같이, 하이 레벨 신택스 형태로 포함될 수 있다.At this time, AI data may be included in the SEI message in the form of high-level syntax, as shown in FIG. 16.
도 16은 일 실시예에 따른 AI 코덱 신택스 테이블을 나타낸다. Figure 16 shows an AI codec syntax table according to one embodiment.
도 16을 참조하면, AI 코덱 신택스 테이블은, AI 코덱 메인 신택스 테이블(ai_codec_usage_main)을 포함할 수 있다. AI 코덱 메인 신택스 테이블은, 영상 데이터에 따라 복원된 제 2 영상의 AI 업스케일에 사용되는 업스케일 DNN 정보에 관련된 엘리먼트들이 포함된다. AI 코덱 메인 신택스 테이블은 비디오 파일 내 전체 프레임들의 AI 업스케일에 적용되는 AI 데이터를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16, the AI codec syntax table may include an AI codec main syntax table (ai_codec_usage_main). The AI codec main syntax table includes elements related to upscale DNN information used for AI upscaling of the second image restored according to the image data. The AI codec main syntax table may include AI data applied to AI upscaling of all frames within the video file.
도 16의 AI 코덱 메인 신택스 테이블에 따르면, ai_codec_info, ai_codec_applied_channel_info, target_bitrate, pic_width_org_luma, pic_height_org_luma, ai_codec_DNN_info, ai_codec_supplementary_info_flag 와 같은 신택스 요소(syntax element)가 파싱된다.According to the AI codec main syntax table in Figure 16, ai_codec_info, ai_codec_applied_channel_info, target_bitrate, pic_width_org_luma, pic_height_org_luma, ai_codec_DNN_info, ai_codec_supplementary_info_flag Syntax elements such as are parsed.
ai_codec_info는 도 14의 ai_codec_info(1300)에 대응되며 제 2영상에 AI 업스케일이 허용되는지 여부를 나타낸다. ai_codec_info 가 AI 업스케일이 허용됨을 나타낼 경우(if(ai_codec_info)), AI 업스케일 DNN 정보를 결정하기에 필요한 신택스 요소들이 파싱된다. ai_codec_info corresponds to ai_codec_info (1300) in FIG. 14 and indicates whether AI upscaling is allowed for the second image. If ai_codec_info indicates that AI upscale is allowed (if(ai_codec_info)), the syntax elements necessary to determine AI upscale DNN information are parsed.
ai_codec_applied_channel_info 는 도 14의 ai_codec_applied_channel_info(1302)에 대응되는 채널 정보이다. target_bitrate는 도 14의 target_bitrate_info (1304)에 대응되는 목표 비트레이트 정보이다. pic_width_org_luma, pic_height_org_luma 는 각각 도 14의 pic_width_org_luma(1308), pic_height_org_luma(1310)에 대응되는 고해상도 영상 너비 정보와 고해상도 영상 높이 정보이다. ai_codec_DNN_info는 도 14의 ai_codec_DNN_info(1312)에 대응되는 DNN 정보이다.ai_codec_applied_channel_info is channel information corresponding to ai_codec_applied_channel_info (1302) in FIG. 14. target_bitrate is target bitrate information corresponding to target_bitrate_info (1304) in FIG. 14. pic_width_org_luma and pic_height_org_luma are high-resolution image width information and high-resolution image height information corresponding to pic_width_org_luma (1308) and pic_height_org_luma (1310) in FIG. 14, respectively. ai_codec_DNN_info is DNN information corresponding to ai_codec_DNN_info (1312) in FIG. 14.
ai_codec_supplementary_info_flag는 도 14의 ai_codec_supplementary_info (1314)가 신택스 테이블에 포함되어 있는지 여부를 나타내는 부가 정보 플래그이다. 만약 ai_codec_supplementary_info_flag가 AI 업스케일에 이용되는 보조 정보가 파싱되지 않는다고 나타내는 경우, 추가적인 보조 정보는 획득되지 않는다. 그러나 ai_codec_supplementary_info_flag가 AI 업스케일에 이용되는 보조 정보가 파싱된다고 나타내는 경우(if(ai_codec_supplementary_info_flag)), 추가적인 보조 정보는 획득된다.ai_codec_supplementary_info_flag is an additional information flag that indicates whether
획득되는 추가적인 보조 정보는 ai_cdeco_DNNstruct_info, genre_info, hdr_max_luminance, hdr_color_gamut, hdr_pq_type, 및 rate_control_type 등이 포함될 수 있다. ai_codec_DNNstruct_info는 AI 업스케일부에 미리 저장된 DNN 설정 정보와 별개로, 영상에 적합한 새로운 DNN 설정 정보에 대한 구조 및 파라미터를 나타내는 정보이다. 예를 들어, 컨볼루션 레이어 수, 컨볼루션 레이어 별 필터 커널의 개수, 및 각 필터 커널의 파라미터 중 적어도 하나에 대한 정보가 포함될 수 있다.Additional auxiliary information obtained may include ai_cdeco_DNNstruct_info, genre_info, hdr_max_luminance, hdr_color_gamut, hdr_pq_type, and rate_control_type. ai_codec_DNNstruct_info is information indicating the structure and parameters of new DNN setting information suitable for video, separately from the DNN setting information pre-stored in the AI upscale unit. For example, information about at least one of the number of convolutional layers, the number of filter kernels for each convolutional layer, and the parameters of each filter kernel may be included.
genre_info는 영상 데이터의 콘텐츠의 장르, hdr_max_luminance는 고해상도 영상에 적용되는 HDR (High Dynamic Range) 최대 조도, hdr_color_gamut는 고해상도 영상에 적용되는 HDR 색역, hdr_pq_type는 고해상도 영상에 적용되는 HDR PQ (Perceptual Quantizer) 정보, rate_control_type는 제 1 부호화 결과 획득된 영상 데이터에 적용된 레이트 컨트롤 타입을 나타낸다. 실시 예에 따라, 보조 정보에 해당되는 상기 신택스 요소들 중 특정 신택스 요소가 파싱될 수 있다.genre_info is the genre of the content of the video data, hdr_max_luminance is the HDR (High Dynamic Range) maximum luminance applied to high-resolution images, hdr_color_gamut is the HDR color gamut applied to high-resolution images, hdr_pq_type is HDR PQ (Perceptual Quantizer) information applied to high-resolution images, rate_control_type indicates the rate control type applied to the image data obtained as a result of the first encoding. Depending on the embodiment, a specific syntax element among the syntax elements corresponding to auxiliary information may be parsed.
또한, 일 실시예에 따른 AI 코덱 신택스 테이블은, 현재 프레임에 적용되는 AI 데이터를 포함하는, AI 코덱 프레임 신택스 테이블(ai_codec_usage_frame)을 포함할 수 있다.Additionally, the AI codec syntax table according to one embodiment may include an AI codec frame syntax table (ai_codec_usage_frame) including AI data applied to the current frame.
도 17은 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.Figure 17 is a block diagram showing the configuration of an AI upscale device according to an embodiment.
도 17을 참조하면, AI 업 스케일 장치(1200)는, 입/출력부(1210), 데이터 처리부(1220) 및 AI 업 스케일부(1230)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 17, the AI
입/출력부(1210)는 복호화 장치(1100)로부터 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 입/출력부(1210)는 HDMI, DP 등을 포함할 수 있다.The input/
입/출력부(1210)는 일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)와 AI 업 스케일 장치(1200)가 HDMI 케이블로 연결된 경우, HDMI를 통해, 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다.When the
또는, 입/출력부(1210)는 일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)와 AI 업 스케일 장치(1200)가 DP 케이블로 연결된 경우, DP를 통해, 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 입/출력 인터페이스를 통해 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 입/출력부(1210)는 제2 영상과 AI 데이터를 다른 방식의 입/출력 인터페이스를 통해 수신할 수도 있다.Alternatively, the input/
입/출력부(1210)는, 제2 영상 및 AI 데이터를 AI 업 스케일부(1230)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따른 AI 업 스케일부(1230)는, AI 데이터가 전달되면, AI 데이터에 포함된 차이 정보 및 제1 영상 관련 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 제2 영상의 업스케일 타겟을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 14 및 도 16에서 도시하고 설명한 AI 데이터에 기초하여, 제2 영상의 업스케일 타겟을 결정할 수 있다.The input/
업스케일 타겟은, 예를 들어, 제 2 영상(135)을 어느 정도의 해상도로 업스케일하여야 하는지를 나타낼 수 있다. AI 업스케일부(1230)는 업스케일 타겟이 결정되면, 업스케일 타겟에 대응하는 제 3 영상(145)을 생성하기 위해 제 2 DNN을 통해 제 2 영상(135)을 AI 업스케일한다. 제2 DNN을 통해 제2 영상(135)을 AI 업스케일하는 방법에 대해서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 자세히 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.For example, the upscale target may indicate to what resolution the
일 실시예에 따른 AI 업 스케일부(1230)는, AI 업 스케일 장치(1200)에 미리 저장되어 있던 DNN 설정 정보가 아니라, AI 데이터에 기초하여 새로운 DNN 설정 정보를 획득하고 획득된 새로운 DNN 설정 정보로 제 2 DNN을 세팅하여 제 2 영상(135)을 AI 업스케일 할 수 있다.The AI
한편, 입/출력부(1210)에 제2 영상만이 수신되고, AI 데이터가 수신되지 않은 경우, 입/출력부(1210)는 제2 영상을 AI 업 스케일부(1230)로 전달할 수 있다. AI 업 스케일부(1230)는 AI 데이터를 이용하지 않고, 기 설정된 방법에 따라 제2 영상을 AI 업 스케일하여, 제4 영상을 생성할 수 있다. 이때, 제4 영상은 AI 데이터를 이용하여 AI 업스케일이 수행된 제3 영상보다 영상의 화질이 떨어질 수 있다.Meanwhile, when only the second image is received by the input/
도 18은 일 실시예에 따른 복호화 장치와 AI 업 스케일 장치가 HDMI를 통해 데이터를 송수신하는 예를 나타내는 도면이다.Figure 18 is a diagram illustrating an example in which a decoding device and an AI upscale device transmit and receive data through HDMI, according to an embodiment.
복호화 장치(1100)의 입/출력부(1130)와 AI 업 스케일 장치(1200)의 입/출력부(1210)는 HDMI 케이블로 연결될 수 있다. 복호화 장치(1100)의 입/출력부(1130)와 AI 업 스케일 장치(1200)의 입/출력부(1210)가 HDMI 케이블로 연결되면, TMDS 데이터 채널 및 TMDS 클럭 채널을 제공하는 4개 채널의 페어링이 수행될 수 있다. TMDS 데이터 채널은, 3개의 데이터 전송 채널들을 포함하며, 비디오 데이터, 오디오 데이터 및 부가 데이터를 전달하는데 사용될 수 있다. 이때, TMDS 데이터 채널을 통해 오디오 데이터 및 부가 데이터를 전송하기 위해서는 패킷 구조가 사용된다.The input/
추가로, 복호화 장치(1100)의 입/출력부(1130)와 AI 업 스케일 장치(1200)의 입/출력부(1210)는 디스플레이 데이터 채널(DDC: Display data channel)을 제공할 수 있다. DDC는 VESA(Video Electronics Standard Association)에서 정의한 모니터 및 컴퓨터 그래픽 어댑터 간의 디지털 정보 전송을 위한 프로토콜 표준이다. DDC는 하나의 소스 기기(예를 들어, 복호화 장치)와 하나의 싱크 기기(예를 들어, AI 업 스케일 장치)간의 구성 및 상태 정보 교환에 사용된다.Additionally, the input/
도 18을 참조하면, 복호화 장치(1100)의 입/출력부(1130)는 HDMI 송신부(1610), VSIF 구조화부(1620) 및 EDID 획득부(1630)를 포함할 수 있다. 또한, AI 업 스케일 장치(1200)의 입/출력부(1210)는 HDMI 수신부(1640), 및 EDID 저장부(1650)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18, the input/
일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(1200)의 EDID 저장부(1650)는 EDID (Extended Display Identification Data) 정보를 저장할 수 있다. EDID 정보는, AI 업 스케일 장치에 대한 다양한 정보를 포함하는 데이터 구조로서, DDC 채널을 통해 복호화 장치(1100)로 전송될 수 있다.The
일 실시예에 따른 EDID 정보는, AI 업 스케일 장치(1200)의 AI 업스케일 능력(capability)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, EDID 정보는, AI 업 스케일 장치(1200)가 AI 업스케일을 수행할 수 있는지, 없는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 19를 참조하여, 자세히 설명하기로 한다.EDID information according to one embodiment may include information about the AI upscale capability of the AI
도 19는 일 실시예에 따른 EDID 정보에 포함되는 HF-VSDB를 나타내는 도면이다.Figure 19 is a diagram showing HF-VSDB included in EDID information according to an embodiment.
EDID 정보는 추가적인 정보를 포함하는 EDID extension 블록을 포함할 수 있다. EDID extension 블록은 HF(HDMI Forum)-VSDB(Vendor-Specific Data Block)(1710)을 포함할 수 있다. HF-VSDB(1710)는 벤더-특정 데이터가 정의될 수 있는 데이터 블록으로, HF-VSDB(1710)를 사용하여 HDMI 특정 데이터를 정의할 수 있다.EDID information may include an EDID extension block containing additional information. The EDID extension block may include an HDMI Forum (HF)-Vendor-Specific Data Block (VSDB) 1710. The HF-VSDB (1710) is a data block in which vendor-specific data can be defined, and the HF-VSDB (1710) can be used to define HDMI-specific data.
일 실시예에 따른 HF-VSDB(1710)는 reserved 필드들(1720, 1730)을 포함할 수 있다. HF-VSDB(1710)의 reserved 필드들(1720, 1730) 중 적어도 하나의 필드를 이용하여, AI 업스케일 장치(1200)의 AI 업스케일 능력(capability)에 대한 정보가 기술될 수 있다. 예를 들어, reserved 필드의 1bit를 이용하여, AI 업 스케일 장치가 AI 업 스케일링을 수행할 수 있는 경우, reserved 필드의 비트 값을 1로 설정하고, AI 업스케일 장치가 AI 업스케일링을 수행할 수 없는 경우, reserved 필드의 비트 값을 0으로 설정할 수 있다. 또는, 반대로, AI 업스케일 장치가 AI 업 스케일링을 수행할 수 있는 경우, reserved 필드의 비트 값을 0으로 설정하고, AI 업스케일 장치가 AI 업 스케일링을 수행할 수 없는 경우, reserved 필드의 비트 값을 1로 설정할 수도 있다.HF-
다시, 도 18을 참조하면, 복호화 장치(1100)의 EDID 획득부(1630)는 DDC를 통해 AI 업 스케일 장치(1200)의 EDID 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 EDID 정보는 HF-VSDB로써 전송될 수 있으며, EDID 획득부(1630)는 HF-VSDB의 reserved 필드 값을 이용하여, AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보를 획득할 수 있다.Again, referring to FIG. 18, the
EDID 획득부(1630)는 AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보에 기초하여, AI 데이터를 AI 업 스케일 장치로 전송할 지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, AI 업 스케일 장치가 AI 업 스케일을 수행할 수 있는 경우, EDID 획득부(1630)는 VSIF 구조화부(1620)에서, AI 데이터가 VSIF 패킷 형태로 구조화되도록 동작할 수 있다. 반면에, AI 업 스케일 장치가 AI 업 스케일을 수행할 수 없는 경우, EDID 획득부(1630)는 VSIF 구조화부(1620)에서 AI 데이터가 VSIF 패킷 형태로 구조화되지 않도록 동작할 수 있다.The
VSIF 구조화부(1620)는 제1 복호화부(1120) 또는 출력부(1113)로부터 전달된 AI 데이터를 VSIF 패킷 형태로 구조화할 수 있다. VSIF 패킷에 대해서는, 도 20을 참조하여 설명하기로 한다.The
도 20은 일 실시예에 따른 VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 헤더 구조 및 컨텐츠 구조를 나타내는 도면이다.Figure 20 is a diagram showing the header structure and content structure of a VSIF (Vendor Specific InfoFrame) packet according to an embodiment.
도 20을 참조하면, VSIF 패킷은 VSIF 패킷 헤더(1810)와 VSIF 패킷 컨텐츠(1820)를 포함한다. VSIF 패킷의 헤더는 3바이트로 구성될 수 있으며, 제1 바이트(HB0)는 패킷 타입을 나타내는 값으로, VSIF 패킷의 값은 0x81로 나타나고, 제2 바이트(HB1)는 버전 정보를 나타내며, 제3 바이트(HB2)의 하위 5비트는 VSIF 패킷의 컨텐츠 길이를 바이트 단위로 나타낸다.Referring to FIG. 20, a VSIF packet includes a
일 실시예에 따른 VSIF 구조화부(1620)는 AI 데이터를 VSIF 패킷의 형태로 구조화할 수 있다. 예를 들어, VSIF 구조화부(1620) VSIF 패킷 컨텐츠(1820)에 AI 데이터를 포함되도록 VSIF 패킷을 생성할 수 있다. VSIF 구조화부(1620)는 도 14 및 도 16에서 도시하고 설명한 AI 데이터가, VSIF 패킷 컨텐츠에 포함된 5번 패킷 바이트(PB5)의 reserved 필드 값들(1830) 및 NV번 패킷 바이트(PB(Nv))의 reserved 필드 값들(1840)에 기술되도록 VSIF 패킷 컨텐츠를 생성할 수 있다. 또는, AI 데이터가 NV+k (k=1,2,...,n)번 패킷 바이트의 reserved 필드 값들에 기술되도록 VSIF 패킷 컨텐츠를 생성할 수 있다.The
VSIF 구조화부(1620)는 AI 데이터의 양에 따라 AI 데이터를 기술하기 위한 패킷 바이트를 결정할 수 있다. AI 데이터의 양이 적으면, 5번 패킷 바이트(PB5)의 reserved 필드 값들(1830)만을 이용하여, AI 데이터를 기술할 수 있다. 반면에, AI 데이터의 양이 많으면, 5번 패킷 바이트(PB5) 및 NV번 패킷 바이트(PB(Nv))의 reserved 필드 값들을 이용하여, AI 데이터를 기술할 수 있다. 또는, NV번 패킷 바이트(PB(Nv)) 및 NV+k (k=1,2,...,n)번 패킷 바이트의 reserved 필드 값들을 이용하여, AI 데이터를 기술할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 다양한 방법으로 AI 데이터를 VSIF 패킷의 형태로 구조화할 수 있다.The
도 21은 일 실시예에 따른 AI 데이터가 VSIF 패킷에 정의되는 일 예를 나타내는 도면이다.Figure 21 is a diagram illustrating an example in which AI data is defined in a VSIF packet according to an embodiment.
도 21의 1910을 참조하면, 일 실시예에 따른 VSIF 구조화부(1620)는 5번 패킷 바이트(PB5)의 reserved 필드 값들만을 이용하여, AI 데이터를 기술할 수 있다. VSIF 구조화부(1620)는 PB5의 비트 1을 이용하여, ai_codec_available info 를 정의할 수 있다. ai_codec_available_info는 현재 프레임에 AI 업 스케일이 허용되는지 여부를 나타낸다. 또한, PB5의 비트 2~3 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_DNN_info가 정의될 수 있다. ai_codec_DNN_info는 현재 프레임을 AI 업스케일하기 위해 이용되는 업스케일용 DNN을 나타내는 DNN 정보이다. 예를 들어, 업스케일용 DNN에 대한 DNN 설정 정보, 업스케일용 DNN의 식별자, 업스케일용 DNN에 대한 룩업 테이블의 값의 식별자 등이 포함될 수 있다.Referring to 1910 of FIG. 21, the
또한, PB5의 비트 4~5 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_org_width가 정의될 수 있으며, PB5의 비트 6~7 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_org_height가 정의될 수 있다. ai_codec_org_width는 원본 영상(105)의 너비를 나타내면서, 제3 영상(145)의 너비를 나타낸다. 또한, ai_codec_org_height는 원본 영상(105)의 높이를 나타내면서, 제3 영상(145)의 높이를 나타낸다. ai_codec_org_height와 ai_codec_org_width는 업 스케일 타겟의 크기를 결정하기 위해 이용된다.Additionally, ai_codec_org_width may be defined using at least one of
도 21의 1920을 참조하면, 일 실시예에 따른 VSIF 구조화부(1620)는 NV번 패킷 바이트(PB(Nv)) 및 NV+k (k=1,2,...,n)번 패킷 바이트의 reserved 필드 값들을 이용하여, AI 데이터를 기술할 수 있다.Referring to 1920 of FIG. 21, the
PB(Nv)(Nv번 패킷 바이트)의 비트 0~3 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_available_info가 정의될 수 있다. ai_codec_available_info can be defined using at least one of
또한, PB(Nv)(Nv번 패킷 바이트)의 비트 4~7 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_DNN_info가 정의될 수 있다. Additionally, ai_codec_DNN_info can be defined using at least one of
또한, PB(Nv+1)(Nv+1번 패킷 바이트)의 비트 0~3 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_org_width가 정의될 수 있으며, PB(Nv+1)(Nv+1번 패킷 바이트)의 비트 4~7 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_org_height가 정의될 수 있다.In addition, ai_codec_org_width can be defined using at least one of
또한, PB(Nv+2)(Nv+2번 패킷 바이트)의 비트 0~3 중 적어도 하나를 이용하여, bitrate_info가 정의될 수 있다. bitrate_info는 복원된 제 2 영상의 화질 정도를 나타내는 정보이다.Additionally, bitrate_info can be defined using at least one of
또한, PB(Nv+2)(Nv+1번 패킷 바이트)의 비트 4~7 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_applied_channel_info가 정의될 수 있다. ai_codec_applied_channel_info는 AI 업 스케일이 필요한 색 채널을 나타내는 채널 정보이다. 프레임의 타입에 따라, YCbCr 색 채널들, RGB 색 채널들 또는 YUV 색 채널들 중 AI 업 스케일이 필요한 색 채널을 나타낼 수 있다.Additionally, ai_codec_applied_channel_info can be defined using at least one of
또한, 나머지 패킷 바이트의 비트들(예를 들어, PB(Nv+4)(Nv+4번 패킷 바이트) 내지 PB(Nv+n)((Nv+n)번 패킷 바이트)에 포함되는 비트들) 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_supplementary_info가 정의될 수 있다. ai_codec_supplementary_info는 AI 업스케일에 이용되는 보조 정보를 의미한다. 보조 정보는, 현재 영상에 적합한 새로운 DNN 설정 정보에 대한 구조 및 파라미터, 장르, 색 범위, HDR 최대 조도, HDR 색역, HDR PQ 정보, 코덱 정보, RC 타입(Rate Control type) 등을 포함할 수 있다.In addition, bits of the remaining packet bytes (e.g., bits included in PB(Nv+4) (packet byte Nv+4) to PB(Nv+n) (packet byte (Nv+n)) Using at least one of, ai_codec_supplementary_info may be defined. ai_codec_supplementary_info refers to auxiliary information used for AI upscaling. Auxiliary information may include the structure and parameters of new DNN setting information suitable for the current video, genre, color range, HDR maximum illuminance, HDR color gamut, HDR PQ information, codec information, RC type (Rate Control type), etc. .
한편, 도 21에 도시된 VSIF 패킷의 구조는 일 예들에 불과하므로 이에 한정되지 않는다. 필요에 따라, 도 19의 VSIF 패킷에 포함되는 AI 데이터들이 정의되는 필드들의 위치나 크기가 변경될 수도 있으며, 도 14 및 도 16에서 설명한 AI 데이터들이 VSIF 패킷에 더 포함될 수도 있다.Meanwhile, the structure of the VSIF packet shown in FIG. 21 is only an example and is not limited thereto. If necessary, the positions or sizes of fields in which the AI data included in the VSIF packet of FIG. 19 are defined may be changed, and the AI data described in FIGS. 14 and 16 may be further included in the VSIF packet.
다시 도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 VSIF 구조화부(1620)는 복수의 프레임들 각각에 대응하는 VSIF 패킷을 생성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 프레임들에 대하여, AI 데이터가 1회 수신되는 경우, VSIF 구조화부(1620)는, 1회 수신된 AI 데이터를 이용하여, 복수의 프레임들 각각에 대응하는 VSIF 패킷을 생성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 프레임들에 대응하는 VSIF 패킷들은 동일한 AI 데이터에 기초하여 생성될 수 있다.Referring again to FIG. 18, the
반면에, 복수의 프레임들에 대하여, AI 데이터가 여러 번 수신되는 경우, VSIF 구조화부(1620)는 새로 수신되는 AI 데이터를 이용하여, 새로운 VSIF 패킷을 생성할 수 있다.On the other hand, when AI data is received multiple times for a plurality of frames, the
VSIF 구조화부(1620)는 생성된 VSIF 패킷을 HDMI 송신부(1610)로 전달할 수 있으며, HDMI 송신부(1610)는 TMDS 채널을 통하여, VSIF 패킷을 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다.The
또한, HDMI 송신부(1610)는 제1 복호화부(1120)로부터 전달받은 제2 영상을 TMDS 채널을 통하여, AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다.Additionally, the
AI 업 스케일 장치(1200)의 HDMI 수신부(1640)는, TMDS 채널을 통해, 제2 영상 및 VSIF 패킷의 형태로 구조화된 AI 데이터를 수신할 수 있다.The
일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(1200)의 HDMI 수신부(1640) 는, HDMI 패킷의 헤더 정보를 확인하여, VSIF 패킷을 검색한 후, VSIF 패킷에 AI 데이터가 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다.The
예를 들어, HDMI 수신부(1640)는 수신한 HDMI 패킷의 헤더 정보 중 패킷 타입을 나타내는 제1 바이트(HB0)가 0x81인지 확인하여, 수신한 HDMI 패킷이 VSIF 패킷 인지를 판단할 수 있다. 또한, HDMI 수신부(1640)는 HDMI 패킷이 VSIF 패킷인 것으로 판단되면, VSIF 패킷 컨텐츠에 AI 데이터가 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, HDMI 수신부(1640)는 VSIF 패킷 컨텐츠에 포함된 PB(Nv)(Nv번 패킷 바이트) 내지 PB(Nv+n)((Nv+n)번 패킷 바이트)에 포함된 비트들의 값이 설정되어 있는 경우, 비트 값들을 이용하여, AI 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(1220)는 VSIF 패킷 컨텐츠의 PB(Nv)(Nv번 패킷 바이트)의 비트 0~3 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_available_info를 획득할 수 있으며, PB(Nv)(Nv번 패킷 바이트)의 비트 4~7 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_DNN_info를 획득할 수 있다.For example, the
또한, HDMI 수신부(1640)는, PB(Nv+1)(Nv+1번 패킷 바이트)의 비트 0~3 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_org_width를 획득할 수 있으며, PB(Nv+1)(Nv+1번 패킷 바이트)의 비트 4~7 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_org_height를 획득할 수 있다. Additionally, the
또한, HDMI 수신부(1640)는, PB(Nv+2)(Nv+2번 패킷 바이트)의 비트 0~3 중 적어도 하나를 이용하여, bitrate_info를 획득하고, PB(Nv+2)(Nv+2번 패킷 바이트)의 비트 4~7 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_applied_channel_info를 획득할 수 있다.In addition, the
또한, HDMI 수신부(1640)는, 나머지 패킷 바이트의 비트들(예를 들어, PB(Nv+4)(Nv+4번 패킷 바이트) 내지 PB(Nv+n)((Nv+n)번 패킷 바이트)에 포함되는 비트들) 중 적어도 하나를 이용하여, ai_codec_supplementary_info를 획득할 수 있다.Additionally, the
HDMI 수신부(1640)는 VSIF 패킷 컨텐츠로부터 획득된 AI 데이터를 AI 업 스케일부(1230)로 제공할 수 있으며, 제2 영상도 AI 업 스케일부(1230)로 제공될 수 있다.The
일 실시예에 따른 AI 업 스케일부(1230)는 HDMI 수신부(1640)로부터 제2 영상 및 AI 데이터가 전달되면, AI 데이터에 포함된 차이 정보 및 제1 영상 관련 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 제2 영상의 업스케일 타겟을 결정할 수 있다. 업스케일 타겟은, 예를 들어, 제 2 영상(135)을 어느 정도의 해상도로 업스케일하여야 하는지를 나타낼 수 있다. AI 업스케일부(1230)는 업스케일 타겟이 결정되면, 업스케일 타겟에 대응하는 제 3 영상(145)을 생성하기 위해 제 2 DNN을 통해 제 2 영상(135)을 AI 업스케일한다. 제2 DNN을 통해 제2 영상(135)을 AI 업스케일하는 방법에 대해서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 자세히 설명하였으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.When the second image and AI data are transmitted from the
한편, 도 18 내지 도 21에서는, 복호화 장치와 AI 업 스케일 장치가 HDMI 케이블을 통해 연결되는 경우에 대해서 도시하고 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 일 실시예에 따른 복호화 장치와 AI 업 스케일 장치는 DP 케이블을 통해 연결될 수 있다. 복호화 장치와 AI 업 스케일 장치가 DP 케이블을 통해 연결되는 경우, 복호화 장치는 HDMI 방식과 유사하게, DP를 통하여, 제2 영상 및 AI 데이터를 AI 업 스케일 장치로 전송할 수 있다.Meanwhile, in FIGS. 18 to 21, the case where the decoding device and the AI upscale device are connected via an HDMI cable is shown and described, but the case is not limited thereto, and the decoding device and the AI upscale device according to an embodiment are DP Can be connected via cable. When the decoding device and the AI upscale device are connected through a DP cable, the decoding device can transmit the second video and AI data to the AI upscale device through DP, similar to the HDMI method.
또한, 일 실시예에 따른 복호화 장치는 HDMI 및 DP 이외에 다른 입/출력 인터페이스를 통하여, AI 업 스케일 장치로 제2 영상 및 AI 데이터를 전송할 수 있다.Additionally, the decoding device according to one embodiment may transmit the second video and AI data to the AI upscale device through other input/output interfaces in addition to HDMI and DP.
또한, 일 실시예에 따르면 복호화 장치(1100)는 제2 영상과 AI 데이터를 서로 다른 인터페이스를 통하여, AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제2 영상은 HDMI로 전송하고, AI 데이터는 DP를 통하여 전송할 수 있다. 또는, 제2 영상은 DP를 통하여 전송하고, AI 데이터는 HDMI로 전송할 수 있다.Additionally, according to one embodiment, the
도 22는 일 실시예에 따른 복호화 장치의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.Figure 22 is a flowchart showing a method of operating a decoding device according to an embodiment.
도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는, AI 부호화 데이터를 수신할 수 있다(S2010).Referring to FIG. 22, the
예를 들어, 복호화 장치(1100)는, 네트워크를 통해 AI 부호화 결과 생성된 AI 부호화 데이터를 수신한다. AI 부호화 데이터는 원본 영상의 AI 다운 스케일 및 제1 부호화 결과 생성된 데이터로, 영상 데이터와 AI 데이터를 포함한다. For example, the
이때, 일 실시예에 따른 AI 데이터는, 영상 데이터와 함께 비디오 파일에 포함되어 수신될 수 있다. AI 데이터가 비디오 파일에 포함되는 경우, AI 데이터는 비디오 파일의 헤더의 메타데이터에 포함될 수 있다. 또는, AI 부호화된 영상 데이터가 기 설정된 시간 단위로 분할된 세그먼트로 수신되는 경우, AI 데이터는 세그먼트의 메타데이터에 포함될 수 있다. 또는, AI 데이터는 부호화되어 비트스트림에 포함된 형태로 수신되거나, 영상 데이터와는 별도의 파일로 수신될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.At this time, AI data according to one embodiment may be received by being included in a video file along with image data. When AI data is included in a video file, the AI data may be included in metadata in the header of the video file. Alternatively, when AI-encoded video data is received as segments divided in preset time units, the AI data may be included in the metadata of the segments. Alternatively, AI data may be encoded and received as included in a bitstream, or may be received as a separate file from the video data. However, it is not limited to this.
복호화 장치(1100)는 AI 부호화 데이터를 영상 데이터와 AI 데이터로 구분할 수 있다(S2020).The
일 실시예에 따른, AI 데이터가 비디오 파일의 헤더의 메타데이터 또는 세그먼트의 메타데이터의 형태로 수신되는 경우, 복호화 장치(1100)는 AI 부호화 데이터를 파싱하여, 영상 데이터와 AI 데이터로 구분할 수 있다. 예를 들어, 복호화 장치(1100)는 네트워크를 통해 수신된 데이터의 박스 타입을 읽어, 해당 데이터가 영상 데이터인지 또는 AI 데이터인지를 구분할 수 있다.According to one embodiment, when AI data is received in the form of header metadata or segment metadata of a video file, the
일 실시예에 따른 AI 데이터가 비트스트림 형태로 수신되는 경우, 복호화 장치(1100)는 영상 데이터 및 AI 데이터가 함께 부호화된 비트스트림을 수신할 수 있다. 이때, AI 데이터는, SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지 형태로 삽입될 수 있다. 복호화 장치(1100)는 비트스트림으로부터 영상 데이터와 AI 데이터가 포함된 SEI 메시지의 페이로드를 구분할 수 있다.When AI data according to one embodiment is received in the form of a bitstream, the
일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는 영상 데이터에 기초하여, 제2 영상을 복호화할 수 있다(S2030).The
일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)는 입/출력 인터페이스를 통하여, 제2 영상 및 AI 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있다(S2040).The
일 실시예에 따른 외부 장치는, AI 업 스케일 장치(1200)를 포함한다.An external device according to an embodiment includes an AI
예를 들어, 복호화 장치(1100)는 HDMI, DP 등을 통하여, 제2 영상 및 AI 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있다. HDMI를 통하여, AI 데이터를 전송하는 경우, 복호화 장치(1100)는 AI 데이터를 VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 형태로 전송할 수 있다.For example, the
또한, 전송되는 AI 데이터는, 제2 영상을 AI 업 스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 예를 들어, AI 데이터는, 제2 영상에 AI 업 스케일이 적용되는지 여부를 나타내는 정보, 제2 영상을 업스케일하기 위한 DNN에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.Additionally, the transmitted AI data includes information that allows AI upscaling of the second image. For example, AI data may include information indicating whether AI upscale is applied to the second image, information about a DNN for upscaling the second image, etc.
도 23은 일 실시예에 따른 복호화 장치가 HDMI를 통하여, 제2 영상 및 AI 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.Figure 23 is a flowchart showing a method by which a decoding device transmits a second video and AI data through HDMI according to an embodiment.
도 23을 참조하면, 일 실시예에 따른 복호화 장치(1100)와 AI 업 스케일 장치(1200)는 HDMI 케이블로 연결될 수 있다(S2110).Referring to FIG. 23, the
복호화 장치(1100)는 AI 업 스케일 장치(1200)로 DDC를 통해 EDID 정보 요청을 전송할 수 있다(S2120). 복호화 장치(1100)의 EDID 정보 요청에 대한 응답으로, AI 업 스케일 장치(1200)는 EDID 저장부에 저장된 EDID 정보를 DDC를 통해 복호화 장치(1100)로 전송할 수 있다(S2130). 이때, EDID 정보는, HF(HDMI Forum)-VSDB(Vendor-Specific Data Block)를 포함할 수 있으며, HF-VSDB는, AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보를 포함할 수 있다.The
복호화 장치(1100)는 수신한 EDID 정보(예를 들어, HF-VSDB)를 수신하여, AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보를 획득할 수 있다.The
복호화 장치(1100)는 AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보에 기초하여, AI 데이터를 AI 업 스케일 장치로 전송할 지 여부를 결정할 수 있다(S2150). 예를 들어, AI 업 스케일 장치가 AI 업 스케일을 수행할 수 없는 경우, 복호화 장치(1100)는 AI 데이터를 VSIF 패킷 형태로 구조화하지 않고, TMDS 채널을 통해, 제2 영상만 AI 업 스케일 장치로 전송할 수 있다(S2160).The
AI 업 스케일 장치(1200)가 AI 업 스케일을 수행할 수 있는 경우, 복호화 장치(1100)는, AI 데이터가 VSIF 패킷 형태로 구조화되도록 동작할 수 있다(S2170).If the
복호화 장치(1100)는 VSIF 패킷에 포함된 reserved 필드 값들을 이용하여, AI 데이터를 정의할 수 있다. AI 데이터를 VSIF 패킷에 정의하는 방법에 대해서는, 도 20 및 도 21을 참조하여, 자세히 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
복호화 장치(1100)는 TMDS채널을 통해, VSIF 패킷으로 구조화된 AI 데이터 및 제2 영상을 AI 업 스케일 장치(1200)로 전송할 수 있다(S2180).The
도 24는 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.Figure 24 is a flowchart showing a method of operating an AI upscale device according to an embodiment.
도 24를 참조하면, 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(1200)는, 입/출력 인터페이스를 통해, 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다(S2210).Referring to FIG. 24, the AI
예를 들어, AI 업 스케일 장치(1200)는 복호화 장치(1100)와 HDMI 케이블로 연결된 경우, HDMI를 통해 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다. 또는, 복호화 장치(1100)와 DP 케이블로 연결된 경우, DP를 통해 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 입/출력 인터페이스를 통해 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다. 또한, AI 업 스케일 장치(1200)는 제2 영상과 AI 데이터를 다른 방식의 입/출력 인터페이스를 통해 수신할 수도 있다.For example, when the AI
AI 업 스케일 장치(1200)는, 입/출력 인터페이스를 통해 AI 데이터가 수신되는지 여부에 기초하여, 제2 영상에 대해 AI 업 스케일을 수행할 지 여부를 결정할 수 있다. AI 데이터가 수신되지 않는 경우, 제2 영상에 대한 AI 업 스케일을 수행하지 않고, 제2 영상을 출력할 수 있다.The
일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(1200)는, 복호화 장치(1100)로부터 HDMI 패킷을 수신하고, HDMI 패킷의 헤더 정보를 확인하여, VSIF 패킷을 검색할 수 있다. VSIF 패킷이 검색되면, AI 업 스케일 장치(1200)는, VSIF 패킷에 AI 데이터가 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다.The AI
AI 데이터는, 제2 영상에 AI 업 스케일이 적용되는지 여부를 나타내는 정보, 제2 영상을 업스케일하기 위한 DNN에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.The AI data may include information indicating whether AI upscale is applied to the second image, information about a DNN for upscaling the second image, etc.
AI 업 스케일 장치(1200)는 제2 영상에 AI 업 스케일이 적용되는지 여부를 나타내는 정보에 기초하여, 제2 영상에 대해 AI 업 스케일을 수행할 지 여부를 결정할 수 있다.The AI
또한, AI 업 스케일 장치(1200)는 AI 데이터에 기초하여, 제2 영상을 업스케일하기 위한 DNN에 관한 정보를 획득하고(S2220), 획득된 정보에 따라 결정된 제2 DNN을 이용하여, 제2 영상을 AI 업스케일하여, 제3 영상을 생성할 수 있다(S2230).In addition, the AI
도 25는 일 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.Figure 25 is a block diagram showing the configuration of a decoding device according to an embodiment.
도 25의 복호화 장치(2300)는 도 12의 복호화 장치(1100)의 일 실시예이다.The decoding device 2300 of FIG. 25 is an embodiment of the
도 25를 참조하면, 일 실시예에 따른 복호화 장치(2300)는 통신부(2310), 프로세서(2320), 메모리(2330) 및 입/출력부(2040)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 25, the decoding device 2300 according to an embodiment may include a
도 25의 통신부(2310)는 도 13 및 도 15의 통신부(1111)에, 도 25의 입/출력부(2340)는 도 13 및 도 15의 입/출력부(1130)에 각각 대응될 수 있다. 따라서, 도 13 및 도 15에서 설명한 내용과 동일한 내용은 도 25에서 생략하기로 한다.The
일 실시예에 따른 통신부(2310)는, 프로세서(2320)의 제어에 의해 외부 장치(예를 들어, 서버)와 데이터 또는 신호를 송수신할 수 있다. 프로세서(2320)는 통신부(2310)를 통해 연결된 외부 장치로 컨텐츠를 송/수신할 수 있다. 통신부(2310)는 복호화 장치(2300)의 성능 및 구조에 대응하여, 무선랜(2311, 예를 들어, 와이- 파이(Wi-Fi)), 블루투스(2312), 및 유선 이더넷(Ethernet)(2313) 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 통신부(2310)는 무선랜(2311), 블루투스(2312) 및 유선 이더넷(2313)의 조합을 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따른 통신부(2310)는 AI 부호화 결과 생성된 AI 부호화 데이터를 수신한다. AI 부호화 데이터는 원본 영상의 AI 다운 스케일 및 제1 부호화 결과 생성된 데이터로, 영상 데이터와 AI 데이터를 포함한다. The
일 실시예에 따른 프로세서(2320)는 복호화 장치(2300)를 전반적으로 제어할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(2320)는 메모리(2330)에 저장되는 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다.The
일 실시예에 따른 메모리(2330)는 복호화 장치(2300)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터, 프로그램 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2330)는 일 실시예에 따라 수신한 AI 부호화 데이터 또는 제1 복호화된 제2 영상을 저장할 수 있다. 메모리(2330)에 저장되는 프로그램은 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 메모리(2330)에 저장된 프로그램(하나 이상의 인스트럭션들) 또는 어플리케이션은 프로세서(2320)에 의해 실행될 수 있다.The
일 실시예에 따른 프로세서(2320)는 CPU(Central Processing Unit, 2321), GPU(Graphic Processing Unit, 2323) 및 VPU(Video Processing Unit, 2322)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 CPU(2321)는 GPU(2323)를 포함하거나, VPU(2322)를 포함할 수 있다. 또는, CPU(2321)는 GPU(2323) 및 VPU(2322) 중 적어도 하나를 통합한 SoC(System On Chip) 형태로 구현될 수 있다. 또는, GPU(2323)와 VPU(2322)가 통합된 형태로 구현될 수도 있다.The
프로세서(2320)는 복호화 장치(2300)의 전반적인 동작 및 복호화 장치(2300)의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행한다. 프로세서(2320)는 통신부(2310) 및 입/출력부(2330)를 제어할 수 있다. GPU(2323)는 그래픽 처리를 수행할 수 있으며, 아이콘, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성할 수 있다. VPU(2322)는 복호화 장치(2300)가 수신한 영상 데이터 또는 비디오 데이터에 대한 처리를 수행할 수 있으며, 영상 데이터 또는 비디오 데이터에 대한 디코딩(예를 들어, 제1 복호화), 스케일링, 노이즈 필터링, 프레임 레이트 변환, 해상도 변환 등과 같은 다양한 이미지 처리를 수행할 수 있다.The
일 실시예에 따른 프로세서(2320)는 도 13에서 도시하고 설명한 파싱부(1112), 출력부(1113) 및 제1 복호화부(1120)의 동작들 및 도 15에서 도시하고 설명한 파싱부(1112), 출력부(1113) 및 제1 복호화부(1120)의 동작들 중 적어도 하나를 수행하거나 수행되도록 제어할 수 있다. 또는, 도 18에서 도시하고 설명한 VSIF 구조화부(1620) 및 EDID 파싱부(1630)의 동작들 중 적어도 하나를 수행하거나 수행되도록 제어할 수도 있다.The
예를 들어, 프로세서(2320)는 통신부(2310)에서 수신한 AI 부호화 데이터를 영상 데이터와 AI 데이터로 구분할 수 있다. AI 데이터가 비디오 파일의 헤더의 메타데이터 또는 세그먼트의 메타데이터의 형태로 수신되는 경우, 프로세서(2320)는 AI 부호화 데이터를 파싱하여, 영상 데이터와 AI 데이터로 구분할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 AI 부호화 데이터가 MP4 파일 형식으로 구성된 경우, 프로세서(2320)는 수신된 MP4 파일 형식으로 구성된 데이터의 박스 타입을 파싱하여, 해당 데이터가 영상 데이터인지 또는 AI 데이터인지를 구분할 수 있다.For example, the
또한, AI 데이터가 비트스트림 형태로 수신되는 경우, AI 데이터는, SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지 형태로 비트스트림에 포함될 수 있으며, 프로세서(2320)는 비트스트림으로부터 영상 데이터와 AI 데이터가 포함된 SEI 메시지의 페이로드를 구분할 수 있다.Additionally, when AI data is received in the form of a bitstream, the AI data may be included in the bitstream in the form of an SEI (Supplemental Enhancement Information) message, and the
프로세서(2320)는 GPU(2323) 또는 VPU(2322)가 영상 데이터에 기초하여, 제1 영상에 대응하는 제2 영상을 복원하도록 제어할 수 있다.The
프로세서(2320)는 입/출력부(2340)를 통하여, 제2 영상 및 AI 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있다. 입/출력부(2040)는 프로세서(2320)의 제어에 의해 복호화 장치(2300)의 외부로 비디오, 오디오 및 부가 정보 등을 전송하거나 수신할 수 있다. 입/출력부(2340)는 HDMI 포트(High-Definition Multimedia Interface port)(2341), 디스플레이 포트(DP: Display Port)(2342), 및 USB 포트(USB port)(2343) 등을 포함할 수 있다. 입/출력부(2340)의 구성 및 동작은 본 발명의 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.The
예를 들어, 복호화 장치와 AI 업 스케일 장치가 HDMI(2341)를 통해 연결된 경우, 입/출력부(2320)는 DDC 채널을 통해, AI 업 스케일 장치의 EDID 정보를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(2320)는 DDC 채널을 통해 수신된 AI 업 스케일 장치의 EDID 정보를 파싱할 수 있다. EDID 정보는, AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보를 포함할 수 있다.For example, when the decoding device and the AI upscale device are connected through
프로세서(2320)는 AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보에 기초하여, AI 데이터를 VSIF 패킷 형태로 구조화할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(2320)는 AI 업 스케일 장치가 AI 업스케일을 수행할 수 있는 경우, AI 데이터가 VSIF 패킷 형태로 구조화되도록 제어할 수 있으며, AI 업 스케일 장치가 AI 업 스케일을 수행할 수 없는 경우, AI 데이터를 VSIF 패킷 형태로 구조화하는 동작을 수행하지 않도록 제어할 수 있다.The
입/출력부(2340)는 프로세서(2320)의 제어에 따라, AI 데이터를 VSIF 패킷 형태로 구조화할 수 있으며, VSIF 패킷으로 구조화된 AI 데이터와 제2 영상을 TMDS 채널을 통해 AI 업 스케일 장치로 전송할 수 있다.The input/
일 실시예에 따른 AI 데이터는, 제2 영상을 AI 업 스케일할 수 있게 하는 정보들을 포함한다. 예를 들어, AI 데이터는, 제2 영상에 AI 업 스케일이 적용되는지 여부를 나타내는 정보, 제2 영상을 업스케일하기 위한 DNN에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.AI data according to one embodiment includes information that allows AI upscaling of the second image. For example, AI data may include information indicating whether AI upscale is applied to the second image, information about a DNN for upscaling the second image, etc.
도 26은 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.Figure 26 is a block diagram showing the configuration of an AI upscale device according to an embodiment.
도 26의 AI 업 스케일 장치(2400)는 도 12의 AI 업 스케일 장치(1200)의 일 실시예이다.The AI up-scale device 2400 of FIG. 26 is an embodiment of the AI up-
도 26을 참조하면, 일 실시예에 따른 AI 업 스케일 장치(2400)는, 입/출력부(2410), 프로세서(2420), 메모리(2430) 및 디스플레이(2440)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 26, the AI upscale device 2400 according to one embodiment may include an input/
도 26의 입/출력부(2410)는 도 17의 입/출력부(1210)에 대응될 수 있다. 따라서, 도 17에서 설명한 내용과 동일한 내용은 도 26에서 생략하기로 한다.The input/
일 실시예에 따른 입/출력부(2410)는, 프로세서(2420)의 제어에 의해 AI 업 스케일 장치(2400)의 외부에서부터 비디오, 오디오 및 부가 정보 등을 수신하거나 전송할 수 있다. 입/출력부(2410)는 HDMI 포트(High-Definition Multimedia Interface port)(2411), 디스플레이 포트(DP: Display Port)(2412), 및 USB 포트(USB port)(2413) 등을 포함할 수 있다. 입/출력부(2410)의 구성 및 동작은 본 발명의 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.The input/
예를 들어, 복호화 장치와 AI 업 스케일 장치가 HDMI(2411)를 통해 연결된 경우, 입/출력부(2410)는 DDC 채널을 통해, EDID 정보 판독 요청을 수신하면, AI 업 스케일 장치의 EDID 정보를 복호화 장치로 전송할 수 있다. 또한, 입/출력부(2410)는, TMDS 채널을 통해, 제2 영상 및 VSIF 패킷 형태로 구조화된 AI 데이터를 수신할 수 있다. For example, when the decoding device and the AI upscale device are connected through
또는, 입/출력부(2410)는 DP를 통해 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 입/출력 인터페이스를 통해 제2 영상 및 AI 데이터를 수신할 수 있다. 또는, 입/출력부(2410)는 제2 영상과 AI 데이터를 다른 방식의 입/출력 인터페이스를 통해 수신할 수도 있다.Alternatively, the input/
일 실시예에 따른 프로세서(2420)는 AI 업 스케일 장치(2400)를 전반적으로 제어할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(2420)는 메모리(2430)에 저장되는 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다.The
일 실시예에 따른 메모리(2430)는 AI 업 스케일 장치(2400)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터, 프로그램 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(2430)는 AI 업 스케일 장치의 EDID 정보를 저장할 수 있다. EDID 정보는, AI 업 스케일 장치에 대한 다양한 정보를 포함할 수 있으며, 특히, AI 업 스케일 장치의 AI 업 스케일 능력에 대한 정보를 포함할 수 있다. 메모리(2430)에 저장되는 프로그램은 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 메모리(2430)에 저장된 프로그램(하나 이상의 인스트럭션들) 또는 어플리케이션은 프로세서(2420)에 의해 실행될 수 있다.The
일 실시예에 따른 프로세서(2420)는 CPU(Central Processing Unit, 2421), GPU(Graphic Processing Unit, 2423) 및 VPU(Video Processing Unit, 2422)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 CPU(2421)는 GPU(2423)를 포함하거나, VPU(2422)를 포함할 수 있다. 또는, CPU(2421)는 GPU(2423) 및 VPU(2422) 중 적어도 하나를 통합한 SoC(System On Chip) 형태로 구현될 수 있다. 또는, GPU(2423)와 VPU(2422)가 통합된 형태로 구현될 수도 있다. 또는, 프로세서(2420)는 NPU(Neural Processing Unit)를 더 포함할 수 있다.The
프로세서(2420)는 AI 업 스케일 장치(2400)의 전반적인 동작 및 AI 업스케일 장치(2400)의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행한다. 프로세서(2420)는 입/출력부(2410) 및 디스플레이(2440)를 제어할 수 있다. GPU(2423)는 그래픽 처리를 수행할 수 있으며, 아이콘, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성할 수 있다. VPU(2422)는 AI 업 스케일 장치(2400)가 수신한 영상 데이터 또는 비디오 데이터에 대한 처리를 수행할 수 있으며, 영상 데이터 또는 비디오 데이터에 대한 디코딩(예를 들어, 제1 복호화), 스케일링, 노이즈 필터링, 프레임 레이트 변환, 해상도 변환 등과 같은 다양한 이미지 처리를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(2420)는 도 17에서 도시하고 설명한 AI 업스케일부(1230)의 동작들 중 적어도 하나를 수행하거나 수행되도록 제어할 수 있다.The
예를 들어, 프로세서(2420)는 입/출력부(2410)에서 AI 데이터가 수신되는지 여부에 기초하여, 제2 영상에 대한 AI 업 스케일을 수행할 수 있다. For example, the
프로세서(2420)는, 입/출력부(2410)에서 수신한 HDMI 패킷의 헤더 정보를 확인하여, VSIF 패킷을 검색할 수 있다. VSIF 패킷이 검색되면, 프로세서(2420)는, VSIF 패킷에 AI 데이터가 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. AI 데이터는, 제2 영상에 AI 업 스케일이 적용되는지 여부를 나타내는 정보, 제2 영상을 업스케일하기 위한 DNN에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.The
또한, 프로세서(2420)는 제2 영상에 AI 업 스케일이 적용되는지 여부를 나타내는 정보에 기초하여, 제2 영상에 대해 AI 업 스케일을 수행할 지 여부를 결정할 수 있다.Additionally, the
프로세서(2420)는, AI 데이터에 기초하여, 제2 영상을 업스케일하기 위한 DNN에 관한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 따라 결정된 제2 DNN을 이용하여, 제2 영상을 AI 업스케일하여, 제3 영상을 생성할 수 있다. 프로세서(2420)는 결정된 제2 DNN을 이용하여, 제2 영상을 AI 업스케일하도록 NPU를 제어할 수 있다.The
입/출력부(2410)에서 AI 데이터가 수신되지 않는 경우, 프로세서(2420)는 AI 데이터를 이용하지 않고, 기 설정된 방법에 따라 제2 영상을 AI 업 스케일하여, 제4 영상을 생성할 수 있다. 이때, 제4 영상은 AI 데이터를 이용하여 AI 업스케일이 수행된 제3 영상보다 영상의 화질이 떨어질 수 있다.If AI data is not received from the input/
디스플레이(2440)는 프로세서(2420)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성한다. 디스플레이(2440)는 PDP, LCD, OLED, 플렉시블 디스플레이(flexible display)등으로 구현될 수 있으며, 또한, 3차원 디스플레이(3D display)로 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이(2440)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다. 디스플레이(2440)는 제3 영상 또는 제4 영상을 디스플레이할 수 있다.The
한편, 도 25 및 도 26에 도시된 복호화 장치(2300) 및 AI 업 스케일 장치(2400)의 블록도는 일 실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 복호화 장치(2300) 및 AI 업 스케일 장치(2400)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.Meanwhile, the block diagram of the decoding device 2300 and the AI upscale device 2400 shown in FIGS. 25 and 26 are block diagrams for one embodiment. Each component of the block diagram may be integrated, added, or omitted depending on the specifications of the decoding device 2300 and AI upscale device 2400 that are actually implemented. That is, as needed, two or more components may be combined into one component, or one component may be subdivided into two or more components. In addition, the functions performed by each block are for explaining the embodiments, and the specific operations or devices do not limit the scope of the present invention.
한편, 상술한 본 개시의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 작성된 프로그램은 매체에 저장될 수 있다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present disclosure can be written as a program that can be executed on a computer, and the written program can be stored in a medium.
매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 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 computer-executable program, or may temporarily store it for execution or download. In addition, the medium may be a variety of recording or storage means in the form of a single or several pieces of hardware combined. It is not limited to a medium directly connected to a computer system and may be distributed over a network. Examples of media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, And there may be something configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, etc. Additionally, examples of other media include recording or storage media managed by app stores that distribute applications, sites or servers that supply or distribute various other software, etc.
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 model related to the above-described DNN can be implemented as a software module. When implemented as a software module (e.g., 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 업 스케일 장치(2100)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.Additionally, the DNN model may be integrated in the form of a hardware chip and become part of the AI upscale device 2100 described above. For example, a DNN model may be built on a dedicated hardware chip for artificial intelligence, or as part of an existing general-purpose processor (e.g., CPU or application processor) or dedicated graphics processor (e.g., GPU). It could 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.Additionally, DNN models may be provided in downloadable software form. A computer program product may include a product in the form of a software program (e.g., a downloadable application) distributed electronically through a manufacturer or electronic marketplace. For electronic distribution, at least a portion of the software program may be stored on a storage medium or created temporarily. In this case, the storage medium may be a storage medium of a manufacturer or an electronic market server, or 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.Above, the technical idea of the present disclosure has been described in detail with preferred embodiments, but the technical idea of the present disclosure is not limited to the above embodiments, and those with ordinary knowledge in the field within the scope of the technical idea of the present disclosure Various modifications and changes are possible depending on the user.
Claims (16)
영상 데이터와 AI 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 수신하는 통신부;
상기 AI 부호화 데이터로부터 제1 영상에 대한 부호화 결과에 대응하는 상기 영상 데이터를 획득하고,
상기 AI 부호화 데이터로부터, 원본 영상에서 상기 제1 영상으로의 AI 다운스케일과 관련된 상기 AI 데이터를 획득하고, 상기 AI 데이터는 AI 다운스케일에 이용된 제1 뉴럴 네트워크(Neural Network: NN) 설정 정보를 나타내는 인덱스를 포함함,
상기 획득한 영상 데이터를 복호화하여, 제2 영상을 획득하는 하나 이상의 프로세서들; 및
입/출력부를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서들은,
외부 장치로부터 부가 정보를 수신하도록 상기 입/출력부를 제어하고,
상기 부가 정보에 기초하여, 상기 외부 장치에 의해 AI 업스케일이 가능한지 여부를 결정하고,
상기 AI 업스케일이 불가능하면, 상기 제2 영상을 상기 외부 장치로 전송하도록 상기 입/출력부를 제어하고,
상기 AI 업스케일이 가능하면, 상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 외부 장치로 전송하도록 상기 입/출력부를 제어하고,
상기 AI 데이터에 포함되는 인덱스는 AI 업스케일을 위한 복수의 제2 NN 설정 정보들 중 어느 하나의 제2 NN 설정 정보를 선택하는데 이용되며,
상기 제1 영상은 AI 다운스케일을 위한 복수의 제1 NN 설정 정보들 중 상기 제1 NN 설정 정보로 구성되는 다운스케일 NN을 통하여 획득되고,
상기 제1 NN 설정 정보는, 압축률, 압축 품질, 압축 히스토리 정보, 상기 원본 영상의 해상도 및 상기 원본 영상의 타입 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 복수의 제1 NN 설정 정보들 중에서 선택되고,
상기 AI 업스케일은 상기 선택된 제2 NN 설정 정보로 구성되는 업스케일 NN을 통하여 수행되며,
상기 복수의 제1 NN 설정 정보들 및 상기 복수의 제2 NN 설정 정보들은 상기 다운스케일 NN 및 상기 업스케일 NN의 연계 훈련을 통해 획득되는, 복호화 장치.In the decryption device,
A communication unit that receives AI encoded data including video data and AI data;
Obtaining the image data corresponding to an encoding result for the first image from the AI encoding data,
From the AI encoded data, the AI data related to AI downscaling from the original image to the first image is obtained, and the AI data includes first neural network (NN) setting information used for AI downscaling. Contains an index indicating
one or more processors that decode the acquired image data to obtain a second image; and
Includes an input/output unit,
The one or more processors:
Controlling the input/output unit to receive additional information from an external device,
Based on the additional information, determine whether AI upscaling is possible by the external device,
If the AI upscaling is not possible, control the input/output unit to transmit the second image to the external device,
If the AI upscaling is possible, control the input/output unit to transmit the second image and the AI data to the external device,
The index included in the AI data is used to select one second NN setting information among a plurality of second NN setting information for AI upscaling,
The first image is obtained through a downscale NN consisting of the first NN setting information among a plurality of first NN setting information for AI downscaling,
The first NN setting information is selected from the plurality of first NN setting information based on at least one of compression rate, compression quality, compression history information, resolution of the original image, and type of the original image,
The AI upscaling is performed through an upscale NN composed of the selected second NN setting information,
The decoding device wherein the plurality of first NN configuration information and the plurality of second NN configuration information are obtained through joint training of the downscale NN and the upscale NN.
상기 입/출력부는 HDMI(High Definition Multimedia Interface)를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 HDMI를 통해, 상기 외부 장치로 전송하는, 복호화 장치.According to paragraph 1,
The input/output unit includes HDMI (High Definition Multimedia Interface),
The processor,
A decoding device that transmits the second video and the AI data to the external device through the HDMI.
상기 프로세서는,
상기 AI 데이터를, VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 형태로 전송하는, 복호화 장치.According to paragraph 2,
The processor,
A decoding device that transmits the AI data in the form of a VSIF (Vendor Specific InfoFrame) packet.
상기 입/출력부는 DP(Display Port)를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 DP를 통해, 상기 외부 장치로 전송하는, 복호화 장치.According to paragraph 1,
The input/output unit includes a DP (Display Port),
The processor is
A decoding device that transmits the second image and the AI data to the external device through the DP.
상기 AI 데이터는, 상기 제2 영상이 상기 AI 다운스케일되었다는 것을 나타내는 제1 정보를 포함하는, 복호화 장치.According to paragraph 1,
The AI data includes first information indicating that the second image has been downscaled by the AI.
영상 데이터와 AI 데이터를 포함하는 AI 부호화 데이터를 수신하는 단계;
상기 AI 부호화 데이터로부터 제1 영상에 대한 부호화 결과에 대응하는 상기 영상 데이터를 획득하는 단계;
상기 AI 부호화 데이터로부터, 원본 영상에서 상기 제1 영상으로의 AI 다운스케일과 관련된 AI 데이터를 획득하는 단계, 상기 AI 데이터는 상기 AI 다운스케일에 이용된 제1 뉴럴 네트워크(Neural Network: NN) 설정 정보를 나타내는 인덱스를 포함함;
상기 획득한 영상 데이터를 복호화하여, 제2 영상을 획득하는 단계;
외부 장치로부터 부가 정보를 수신하는 단계;
상기 부가 정보에 기초하여, 상기 외부 장치에 의해 AI 업스케일이 가능한 지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 AI 업스케일이 불가능하면, 상기 제2 영상을 상기 외부 장치로 전송하고,
상기 AI 업스케일이 가능하면, 상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 외부 장치로 전송하는 단계;를 포함하고,
상기 AI 데이터에 포함되는 인덱스는 AI 업스케일을 위한 복수의 제2 NN 설정 정보들 중 어느 하나의 제2 NN 설정 정보를 선택하는데 이용되며,
상기 제1 영상은 AI 다운스케일을 위한 복수의 제1 NN 설정 정보들 중 상기 제1 NN 설정 정보로 구성되는 다운스케일 NN을 통하여 획득되고,
상기 제1 NN 설정 정보는, 압축률, 압축 품질, 압축 히스토리 정보, 상기 원본 영상의 해상도 및 상기 원본 영상의 타입 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 복수의 제1 NN 설정 정보들 중에서 선택되고,
상기 AI 업스케일은 상기 선택된 제2 NN 설정 정보로 구성되는 업스케일 NN을 통하여 수행되며,
상기 복수의 제1 NN 설정 정보들 및 상기 복수의 제2 NN 설정 정보들은 상기 다운스케일 NN 및 상기 업스케일 NN의 연계 훈련을 통해 획득되는, 복호화 장치의 동작방법.In the method of operating the decoding device,
Receiving AI encoded data including image data and AI data;
Obtaining the image data corresponding to an encoding result for a first image from the AI encoded data;
Obtaining AI data related to AI downscaling from the original image to the first image from the AI encoded data, wherein the AI data includes first neural network (NN) setting information used for the AI downscaling. Contains an index representing ;
Decoding the acquired image data to obtain a second image;
Receiving additional information from an external device;
Based on the additional information, determining whether AI upscaling is possible by the external device; and
If the AI upscaling is not possible, transmit the second image to the external device,
If the AI upscaling is possible, transmitting the second image and the AI data to the external device,
The index included in the AI data is used to select one second NN setting information among a plurality of second NN setting information for AI upscaling,
The first image is obtained through a downscale NN consisting of the first NN setting information among a plurality of first NN setting information for AI downscaling,
The first NN setting information is selected from the plurality of first NN setting information based on at least one of compression rate, compression quality, compression history information, resolution of the original image, and type of the original image,
The AI upscaling is performed through an upscale NN composed of the selected second NN setting information,
A method of operating a decoding device, wherein the plurality of first NN setting information and the plurality of second NN setting information are obtained through linked training of the downscale NN and the upscale NN.
상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 외부 장치로 전송하는 단계는,
상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 HDMI를 통해, 상기 외부 장치로 전송하는 단계를 포함하는, 복호화 장치의 동작방법.According to clause 6,
The step of transmitting the second image and the AI data to the external device is,
A method of operating a decoding device, comprising transmitting the second video and the AI data to the external device through HDMI.
상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 외부 장치로 전송하는 단계는,
상기 AI 데이터를, VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 형태로 전송하는 단계를 포함하는, 복호화 장치의 동작방법.In clause 7,
The step of transmitting the second image and the AI data to the external device is,
A method of operating a decoding device, including transmitting the AI data in the form of a VSIF (Vendor Specific InfoFrame) packet.
상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 상기 외부 장치로 전송하는 단계는,
상기 제2 영상 및 상기 AI 데이터를 DP(Display Port)를 통해, 상기 외부 장치로 전송하는 단계를 포함하는, 복호화 장치의 동작방법.According to clause 6,
The step of transmitting the second image and the AI data to the external device is,
A method of operating a decoding device, comprising transmitting the second image and the AI data to the external device through a DP (Display Port).
상기 AI 데이터는, 상기 제2 영상이 상기 AI 다운스케일되었다는 것을 나타내는 제1 정보를 포함하는, 복호화 장치의 동작방법.According to clause 6,
The AI data includes first information indicating that the second image has been downscaled by the AI.
디스플레이;
상기 AI 업스케일 장치에 의해 AI 업스케일이 가능한지 여부를 나타내는 부가 정보를 복호화 장치로 전송하고, 상기 복호화 장치로부터 원본 영상을 AI 다운스케일한 제1 영상에 대응하는 제2 영상, 및 상기 AI 다운스케일과 관련된 AI 데이터를 수신하는 입/출력부, 상기 AI 데이터는 상기 AI 다운스케일에 이용된 제1 뉴럴 네트워크(Nerual Network: NN) 설정 정보를 나타내는 인덱스를 포함함;
하나 이상의 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들을 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서들은,
상기 AI 데이터에 포함되는 인덱스에 기초하여, AI 업스케일을 위한 복수의 제2 NN 설정 정보들 중 어느 하나의 제2 NN 설정 정보를 선택하고, 상기 선택된 제2 NN 설정 정보로 구성된 업스케일 NN을 이용하여 상기 수신한 제2 영상에 대한 AI 업스케일을 수행하여 제3 영상을 획득하고,
상기 획득된 제3 영상을 상기 디스플레이에 제공하고,
상기 제1 영상은, AI 다운스케일을 위한 복수의 제1 NN 설정 정보들 중 상기 제1 NN 설정 정보로 구성된 다운스케일 NN을 통하여 획득되며,
상기 제1 NN 설정 정보는, 압축률, 압축 품질, 압축 히스토리 정보, 상기 원본 영상의 해상도 및 상기 원본 영상의 타입 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 복수의 제1 NN 설정 정보들 중에서 선택되고,
상기 복수의 제1 NN 설정 정보들 및 상기 복수의 제2 NN 설정 정보들은 상기 다운스케일 NN 및 상기 업스케일 NN의 연계 훈련을 통해 획득되는, AI 업스케일 장치.In the AI upscale device,
display;
Additional information indicating whether AI upscaling is possible by the AI upscaling device is transmitted to the decoding device, and a second image corresponding to the first image obtained by AI downscaling the original image from the decoding device, and the AI downscaling are transmitted to the decoding device. An input/output unit for receiving AI data related to, the AI data including an index indicating first neural network (NN) setting information used for AI downscaling;
a memory storing one or more instructions; and
Comprising one or more processors executing the one or more instructions stored in the memory,
The one or more processors:
Based on the index included in the AI data, one second NN setting information among a plurality of second NN setting information for AI upscaling is selected, and an upscale NN composed of the selected second NN setting information is selected. Obtain a third image by performing AI upscaling on the received second image,
Providing the acquired third image to the display,
The first image is obtained through a downscale NN composed of the first NN setting information among a plurality of first NN setting information for AI downscaling,
The first NN setting information is selected from the plurality of first NN setting information based on at least one of compression rate, compression quality, compression history information, resolution of the original image, and type of the original image,
The plurality of first NN setting information and the plurality of second NN setting information are obtained through linked training of the downscale NN and the upscale NN.
상기 입/출력부는 HDMI(High Definition Multimedia Interface)를 포함하고,
상기 입/출력부는, 상기 HDMI를 통해, 상기 AI 데이터 및 상기 제2 영상을 수신하는, AI 업스케일 장치.According to clause 11,
The input/output unit includes HDMI (High Definition Multimedia Interface),
The input/output unit is an AI upscale device that receives the AI data and the second image through the HDMI.
상기 입/출력부는,
상기 AI 데이터를, VSIF(Vendor Specific InfoFrame) 패킷의 형태로 수신하는, AI 업스케일 장치.According to clause 12,
The input/output unit,
An AI upscale device that receives the AI data in the form of a VSIF (Vendor Specific InfoFrame) packet.
상기 입/출력부는 DP(Display Port)를 포함하고,
상기 입/출력부는,
상기 DP를 통해, 상기 AI 데이터 및 상기 제2 영상을 수신하는, AI 업스케일 장치.According to clause 11,
The input/output unit includes a DP (Display Port),
The input/output unit,
An AI upscale device that receives the AI data and the second image through the DP.
상기 AI 데이터는, 상기 제2 영상은 상기 AI 다운스케일되었다는 것을 나타내는 제1 정보를 포함하는, AI 업스케일 장치.According to clause 11,
The AI data includes first information indicating that the second image has been downscaled by the AI.
상기 다운 스케일 NN 및 상기 업 스케일 NN은 손실 정보를 공유함에 기초하여, 연계 훈련되는, AI 업스케일 장치.According to clause 11,
The downscale NN and the upscale NN are jointly trained based on sharing loss information.
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