KR20040027047A - Encoding/decoding apparatus and method for image using predictive scanning - Google Patents

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KR20040027047A
KR20040027047A KR1020020058766A KR20020058766A KR20040027047A KR 20040027047 A KR20040027047 A KR 20040027047A KR 1020020058766 A KR1020020058766 A KR 1020020058766A KR 20020058766 A KR20020058766 A KR 20020058766A KR 20040027047 A KR20040027047 A KR 20040027047A
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Abstract

PURPOSE: A device for coding/decoding an image using a predictive scanning method is provided to analyze scanning characteristics in a scanning mode generator by using predictive block information or predictive additional information, and to determine a scanning mode according to the analyzed characteristics, thereby reducing run size used for a variable length coding process. CONSTITUTION: A predictive block generator(52) predicts blocks to be currently coded, and generates a predictive block similar to a current block. An error block generator(54) calculates a difference between the generated predictive block and the current block, and generates an error block. A block converter(56) performs a predetermined operation in the error block, and converts the error block. A scanning unit(70) scans a converted block image. A scanning mode generator(60) determines a scanning method, and supplies the scanning method to the scanning unit(70). A variable length coder(80) variable length-codes a scanned image signal, and generates a bit stream.

Description

예측 스캐닝을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치{Encoding/decoding apparatus and method for image using predictive scanning}Image encoding / decoding apparatus and method for image using predictive scanning

본 발명은 영상 신호의 예측 스캐닝을 이용한 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 부호화/복호화에 이용되는 예측 블록 영상의 특성에 따라서 스캐닝 방법을 선택하여, 영상을 부호화하고 복호화하는 영상 데이터의 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding using predictive scanning of an image signal. Specifically, the present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding image data for encoding and decoding an image by selecting a scanning method according to characteristics of a predicted block image used for encoding / decoding.

도 1 은 종래의 영상 신호를 부호화하는 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 대부분의 정지영상 또는 동영상 부호화 장치는 도 1 과 같은 구성을갖으며, 부호화기는 영상을 일정한 크기의 블록으로 나누어 각 블록 단위로 부호화과정을 수행한다.1 is a block diagram showing the configuration of a coding apparatus for encoding a conventional video signal. Most still or moving picture encoding apparatuses have the configuration as shown in FIG. 1, and the encoder divides an image into blocks having a predetermined size and performs an encoding process in units of blocks.

도 1 을 참조하면, 종래의 부호화기는 참조 블록들을 이용하여 현재 부호화할 블록에 대한 예측을 수행하여 현재블록과 비슷한 예측블록을 생성하는 예측블록 생성부(12), 생성된 예측 블록과 현재 블록간의 차를 계산하여 오차 블록을 생성하는 오차블록 생성부(14), 오차블록에 소정의 연산을 수행하여 변환하는 블록 변환부(16), 변환된 블록 영상을 스캐닝하는 스캐닝부(18), 및 스캐닝된 영상신호를 부호화하는 가변 장부호화하여 비트스트림을 생성하는 가변장부호화기(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional encoder performs prediction on a block to be currently encoded using reference blocks to generate a prediction block similar to the current block, and between the generated prediction block and the current block. An error block generator 14 for calculating a difference and generating an error block, a block converter 16 for performing a predetermined operation on the error block and converting the same, a scanning unit 18 for scanning the converted block image, and scanning And a variable length encoder 20 for encoding the encoded video signal to generate a bitstream.

종래 기술의 예측블록 생성부(12)에서 참조블록들을 이용하여 예측 블록을 생성하는 경우의 예로서는, 동영상에서 재생된 이전 영상으로부터 현재 블록을 예측하는 경우와 정지영상에서 처리된 주변의 블록들로부터 현재의 블록을 예측하는 경우가 있다.As an example of generating a prediction block by using the reference blocks in the prediction block generation unit 12 of the prior art, the current block is predicted from the previous image reproduced in the video and the current block from the neighboring blocks processed in the still image. There are cases where blocks are predicted.

먼저, 도 2를 참조하여 동영상에서의 예측 블록 생성 과정을 살펴보면, 현재 영상(200)을 이전 영상(202)을 이용하여 예측할 때, 현재 영상(200)의 현재 부호화할 블록(201)에 대응되는 이전 영상(202)의 현재 블록과 동일한 위치에 있는 대응 블록(203)을 설정한다. 그 후, 대응 블록(203)을 중심으로 일정 거리의 탐색 구간(204) 내에서 현재블록(201)과 가장 유사한 유사 블록(205)을 찾는다. 이때, 예측을 위한 부가적인 정보가 필요한데, 동영상의 경우에는 dx, dy 와 같은 움직임 정보가 부가적인 정보로 별도로 부호화되어 복호화기에 전해진다.First, referring to FIG. 2, a process of generating a prediction block in a video corresponds to a block 201 to be currently encoded in the current video 200 when the current video 200 is predicted using the previous video 202. The corresponding block 203 at the same position as the current block of the previous image 202 is set. Thereafter, the similar block 205 most similar to the current block 201 is found within the search interval 204 of the distance corresponding to the corresponding block 203. In this case, additional information for prediction is required. In the case of a video, motion information such as dx and dy is separately encoded as additional information and transmitted to the decoder.

한편, 정지영상의 경우에 현재 부호화된 블록에 대응되는 예측 블록은 이미 처리된 주변 블록들을 이용하여 생성된다. 도 3a를 참조하여 정지 영상의 예측 블록의 생성과정을 살펴본다.Meanwhile, in the case of a still image, a prediction block corresponding to the currently encoded block is generated by using neighboring blocks that are already processed. A process of generating a prediction block of a still image will be described with reference to FIG. 3A.

도 3a 는 4x4 픽셀(a~p)로 구성된 현재 블록에 대응되는 예측 블록, 및 예측 블록의 생성에 이용되는 이미 처리된 주변 블록들의 참조 픽셀(A~Q)들을 도시하였다.FIG. 3A shows a prediction block corresponding to a current block composed of 4x4 pixels a to p, and reference pixels A to Q of already processed neighboring blocks used for generation of the prediction block.

참조 픽셀(A~Q)들을 이용하여 예측 블록에 포함되는 각 픽셀값을 설정하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 대표적인 예를 도 3b 내지 도 3d 에 도시하였다.There are various methods of setting each pixel value included in the prediction block using the reference pixels A to Q. A representative example is illustrated in FIGS. 3B to 3D.

도 3b는 참조 블록들로부터 3가지의 모드를 사용하여 예측 블록을 생성하는 방법을 도시하였다. 도 3b를 참조하면, 모드 0 의 경우 수직 방향 예측으로, 예측 블록에 포함되는 a,e,i,m 픽셀은 모두 이들 픽셀과 동일한 수직선상에 위치하는 참조 블록의 픽셀 A의 값으로 예측한다. 마찬가지로, 픽셀 b,f,j,n 의 예측 값은 픽셀 B 의 값으로, 픽셀 c,g,k,o 의 예측값은 픽셀 C 의 값으로, 픽셀 d,h,i,p 의 예측 값은 픽셀 D 의 값으로 각각 예측한다.3B illustrates a method of generating a predictive block using three modes from reference blocks. Referring to FIG. 3B, in mode 0, in the vertical direction prediction, all a, e, i, m pixels included in the prediction block are predicted by the value of pixel A of the reference block located on the same vertical line as these pixels. Similarly, the predicted values of pixels b, f, j, n are the values of pixel B, the predicted values of pixels c, g, k, o are the values of pixel C, and the predicted values of pixels d, h, i, p are pixels. Predict each of the values of D.

한편, 모드 1의 경우에는 수평 방향 예측으로, 예측값 설정 방법은 상술한 수직 방향 예측과 동일하며, 따라서, 예측 블록에 설정된 예측 값들은 I, J, K, 및 L 픽셀의 값 중 동일한 수평선상의 값을 갖는다.On the other hand, in the case of Mode 1, in the horizontal direction prediction, the method of setting the prediction value is the same as the above-described vertical direction prediction. Therefore, the prediction values set in the prediction block are on the same horizontal line among the values of I, J, K, and L pixels. Has

마지막으로, 모드 2의 경우에는 주변 참조 픽셀들의 평균으로 현재 블록의 모든 픽셀을을 예측하는 것이다. 도 3c 및 도 3d 는 도 3b 에 도시된 예측 방향을 보다 많이 사용한 예를 나타내는 도면으로, 각각 5개의 모드와 9개의 모드를 나타낸 것이다.Finally, in mode 2, all pixels of the current block are predicted by the average of the peripheral reference pixels. 3C and 3D are diagrams illustrating examples of using more prediction directions shown in FIG. 3B, and show five modes and nine modes, respectively.

정지영상에서의 예측도 동영상에서의 예측과 같이 부가적인 정보가 필요한데, 여기서는 예측 방향에 대한 정보가 정지 영상 예측의 부가적인 정보로서, 이 예측 방향에 관한 정보는 별로도 부호화되어 복호화기에 전달된다.Prediction in still images also requires additional information, such as prediction in video, where the information on the prediction direction is additional information of the still image prediction, and information about the prediction direction is separately encoded and transmitted to the decoder.

도 1 을 다시 참조하면, 블록변환부는 오차 영상 블록에 DCT 변환과 같은 변환을 수행하여 변환연산 계수로 구성되는 영상 블록을 생성하고, 변환된 블록은 최종적으로 가변장 부호화를 위하여 스캐닝부(18)에서 스캐닝된다.Referring back to FIG. 1, the block transform unit performs a transform such as a DCT transform on an error image block to generate an image block composed of transform operation coefficients, and the converted block is finally scanned by the scanning unit 18 for variable length encoding. Is scanned.

종래의 영상 압축에 관련된 표준에서 도 4a 및 도 4b 에 도시된 바와 같은 zigzag스캐닝을 사용한다. 도 4a 는 4x4 크기의 블록을 zigzag 스캐닝한 경우를 도시하며, 도 4b 는 8x8 크기의 블록을 zigzag스캐닝한 경우를 도시한다. 이러한 스캐닝을 통하여 0 가 아닌 계수(level)와 이 계수 직전에 나온 0의 개수(run)를 산출하여, level과 run을 부호화함으로써 영상 블록을 부호화한다. 도 4c 는 4x4 크기의 영상 블록에서 도 4a 에 도시된 순서에 따라서 산출된 run과 level을 도시하였다.In a standard related to conventional image compression, zigzag scanning as shown in FIGS. 4A and 4B is used. 4A illustrates a zigzag scanning of a 4 × 4 block, and FIG. 4B illustrates a zigzag scanning of a 8 × 8 block. Through this scanning, a non-zero coefficient and a run of zeros immediately before the coefficient are calculated, and the image block is encoded by encoding the level and the run. FIG. 4C illustrates run and level calculated in the order shown in FIG. 4A in a 4 × 4 image block.

상술한 방식에 따른 영상의 부호화에 있어서, 가변장부호화기(20)로 입력되는 신호에 포함되는 run의 길이에 따라서 부호화 효율이 결정된다. 즉, run의 크기가 작을수록 run 의 부호화에 할당되는 비트수가 작아져서 전체 부호화에 필요한 비트수가 작아지므로, 부호화효율은 높아지게 된다. 이러한, run의 크기는 스캐닝부(18)에서 블록 변환부(16)에서 출력된 영상 블록을 스캐닝하는 방식에 따라서 결정되므로, run 의 크기를 최소화하는 스캐닝 방법이 요구된다.In encoding the image according to the above-described method, the encoding efficiency is determined according to the length of the run included in the signal input to the variable length encoder 20. In other words, the smaller the size of the run, the smaller the number of bits allocated to the encoding of the run, and the smaller the number of bits required for the entire encoding. Therefore, the encoding efficiency is increased. Since the size of the run is determined according to the method of scanning the image block output from the block converter 16 in the scanning unit 18, a scanning method for minimizing the size of the run is required.

이러한, run 의 크기를 최소화하여 영상을 부호화하는 방법으로서, 기존의 zigzag 스캐닝방식과 또 다른 하나의 스캐닝방식을 상황에 따라서 선택적으로 사용함으로써 압축효율을 높이는 방법이 있다.As a method of encoding an image by minimizing the size of the run, there is a method of increasing compression efficiency by selectively using the existing zigzag scanning method and another scanning method according to the situation.

그러나 이 방법은 먼저 zigzag 스캐닝 방식 외에 미리 정의한 스캐닝방식을 사용함으로써, zigzag 스캐닝방식과 미리 정의한 스캐닝방식이 모두 비효율적인 많은 경우를 갖는다. 또한 선택한 스캐닝방식에 대한 정보를 함께 부호화해서 복호화기로 제공하여야 하기 때문에 추가적인 비트가 발생한다는 단점을 갖고 있다. 현재 이 방식은 MPEG-4 인트라 코딩 방식의 스캐닝방식으로 선택되어 있으나, zigzag 스캐닝방식만을 사용한 것에 비하여 오히려 비트량이 많이 발생하는 문제가 있다.However, this method uses a predefined scanning method in addition to the zigzag scanning method, so that both the zigzag scanning method and the predefined scanning method are inefficient. In addition, since the information on the selected scanning method must be encoded and provided to the decoder, additional bits are generated. Currently, this method has been selected as the scanning method of the MPEG-4 intra coding method, but there is a problem that a lot of bits occur rather than using only the zigzag scanning method.

run 의 크기를 최소화하여 영상을 부호화하는 다른 방법으로서, 두 개의 스캐닝 방식보다 많은 다수의 스캐닝 방식을 미리 설정하여 여기에서 가장 알맞은 스캐닝 방식을 선택하고 이를 영상블록들에 적용하는 방식이 있다.As another method of encoding an image by minimizing the size of the run, there is a method of presetting a plurality of scanning methods in advance than two scanning methods to select the most suitable scanning method and applying the same to the image blocks.

그러나, 이 방법은 미리 다수의 스캐닝방식을 정의하므로 데이터의 종류에 따라서 비효율적인 스캐닝 방식이 될 수도 있다. 즉, 다수의 스캐닝 방식을 정의하였을 경우, 스캐닝 방식에 대한 정보가 너무 많아져 오히려 전체적인 비트 발생량이 많아지게 되므로, 미리 정의한 유한개의 스캐닝방식이 모든 데이터에 대해서 효율적일 수 없다. 이는 유한개의 스캐닝방식을 정의하고 선택한 스캐닝방식에 대한 정보를 제공해야하는 기본적인 구조에서 필수적으로 발생하는 문제이다.However, since this method defines a plurality of scanning methods in advance, it may be an inefficient scanning method depending on the type of data. That is, when a plurality of scanning methods are defined, the information on the scanning method is so large that the overall amount of bits is generated, and thus the predefined finite scanning method may not be effective for all data. This is an essential problem in the basic structure that must define a finite scanning method and provide information on the selected scanning method.

본 발명이 이루고자 하는 제 1 기술적 과제는 부호화 효율을 향상시키고, 스캐닝 방법에 관한 부가정보의 부호화가 요구되지 않는 부호화 방법 및 부호화 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The first technical problem to be solved by the present invention is to provide an encoding method and an encoding apparatus which improves encoding efficiency and does not require encoding of additional information about a scanning method.

본 발명이 이루고자 하는 제 2 기술적 과제는 본 발명의 부호화 장치에 의해서 부호화된 영상 데이터를 복호화하는 복호화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a decoding apparatus and method for decoding image data encoded by the encoding apparatus of the present invention.

도 1 은 종래의 예측 부호화기의 구성을 도시하는 블록도이다.1 is a block diagram showing the structure of a conventional predictive encoder.

도 2 는 동영상에서 움직임 예측 방법을 설명하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a motion prediction method in a video.

도 3a 내지 도 3d 는 정지 영상에서 인접한 픽셀들로부터 현재 블록을 예측하는 방법을 설명하는 도면이다.3A to 3D are diagrams for describing a method of predicting a current block from adjacent pixels in a still image.

도 4 는 종래의 지그재그 스캐닝 구조와 지그재그 스캐닝된 예를 도시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a conventional zigzag scanning structure and an example of zigzag scanning.

도 5a 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 예측 부호화기의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 5b 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 예측 부호화 방법을 설명하는 흐름도이다.5A is a block diagram showing the configuration of a predictive encoder according to a first preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a flowchart illustrating a predictive coding method according to the first preferred embodiment of the present invention.

도 6a 는 도 5a 에 도시된 제 1 스캐닝모드 생성기의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 6b 는 제 1 스캐닝모드 생성방법을 설명하는 흐름도이다.FIG. 6A is a block diagram illustrating a configuration of the first scanning mode generator illustrated in FIG. 5A, and FIG. 6B is a flowchart illustrating a method of generating the first scanning mode.

도 7 은 도 5a 에 도시된 스캐닝부의 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the scanning unit shown in FIG. 5A.

도 8 은 본 발명의 스캐닝 모드에 따른 스캐닝 순서를 도시하는 도면이다.8 is a diagram illustrating a scanning sequence according to the scanning mode of the present invention.

도 9a 는 예측 블록들로 구성된 예측 영상을 도시하는 도면이고, 도 9b 는 오차 블록들로 구성된 오차 영상을 도시하는 도면이다.FIG. 9A is a diagram illustrating a prediction image composed of prediction blocks, and FIG. 9B is a diagram illustrating an error image composed of error blocks.

도 10 은 예측 방향에 따른 변환 계수의 분포 예를 도시하는 도면이다.10 is a diagram illustrating an example of distribution of transform coefficients in accordance with a prediction direction.

도 11a 는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 예측 부호화기의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 11b 는 도 11a 에 도시된 제 2 스캐닝모드 생성기의 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 11A is a block diagram showing the configuration of a predictive encoder according to the second preferred embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a block diagram showing the configuration of the second scanning mode generator shown in FIG. 11A.

도 12a 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 12b 는 제 1 실시예에 따른 복호화 방법을 설명하는 흐름도이다.12A is a block diagram showing a configuration of a decoding apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a flowchart for explaining a decoding method according to the first embodiment.

도 13 은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.13 is a block diagram showing the configuration of a decoding apparatus according to a second preferred embodiment of the present invention.

도 14 는 종래의 지그재그 스캐닝 방법과 본 발명의 예측 스캐닝 방법의 성능을 비교하는 도면이다.14 is a diagram comparing the performance of the conventional zigzag scanning method and the predictive scanning method of the present invention.

상술한 본 발명의 제 1 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 예측 부호화 장치는, 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측블록 생성부; 현재 블록과 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 블록 변환부; 예측 블록에 포함된 영상의 에지 방향을 분석하여 스캐닝 모드를 결정하는 스캐닝 모드 생성기; 스캐닝 모드에 따라서 변환 블록을 스캐닝하는 스캐닝부; 및 스캐닝부로부터 입력된 영상 데이터를 부호화하는 엔트로피 부호화기를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a prediction encoding apparatus comprising: a prediction block generation unit generating a prediction block for a current block to be encoded from base-coded reference blocks; A block transform unit configured to generate a transform block composed of transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between a current block and a prediction block; A scanning mode generator that determines a scanning mode by analyzing edge directions of an image included in the prediction block; A scanning unit scanning a transform block according to a scanning mode; And an entropy encoder for encoding the image data input from the scanning unit.

상술한 본 발명의 제 1 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 예측 부호화 방법은, (a) 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계; (b) 현재 블록과 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 단계; (c) 예측 블록에 포함된 영상의 에지 방향을 분석하여 스캐닝 모드를 결정하는 단계; (d) 스캐닝 모드에 따라서 변환 블록을 스캐닝하는 단계; 및 (e)스캐닝된 영상 데이터를 엔트로피 부호화하는 단계를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a prediction encoding method comprising: (a) generating a prediction block for a current block to be encoded from base coded reference blocks; (b) generating a transform block composed of the transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between the current block and the prediction block; (c) determining a scanning mode by analyzing edge directions of an image included in the prediction block; (d) scanning the transform block according to the scanning mode; And (e) entropy encoding the scanned image data.

상술한 본 발명의 제 1 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 예측 부호화 장치는, 소정의 예측 방향에 따라서 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측블록 생성부; 현재 블록과 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 블록 변환부; 소정의 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하는 스캐닝 모드 생성기; 스캐닝 모드에 따라서 변환 블록을 스캐닝하는 스캐닝부; 및 스캐닝부로부터 입력된 영상 데이터를 부호화하는 엔트로피 부호화기를 포함한다.The prediction encoding apparatus according to the second embodiment of the present invention for achieving the first technical problem described above generates a prediction block for a current block to be encoded from base coded reference blocks according to a predetermined prediction direction. A prediction block generator; A block transform unit configured to generate a transform block composed of transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between a current block and a prediction block; A scanning mode generator that determines a scanning mode according to a predetermined prediction direction; A scanning unit scanning a transform block according to a scanning mode; And an entropy encoder for encoding the image data input from the scanning unit.

상술한 본 발명의 제 1 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 예측 부호화 방법은 (a) 소정의 예측 방향에 따라서 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계; (b) 현재 블록과 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 단계; (c) 소정의 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하는 단계; (d) 스캐닝 모드에 따라서 변환 블록을 스캐닝하는 단계; 및 (e) 스캐닝된 영상 데이터를 엔트로피 부호화하는 단계를 포함한다.The prediction encoding method according to the second embodiment of the present invention for achieving the first technical problem of the present invention described above includes (a) a prediction block for a current block to be encoded from base coded reference blocks according to a predetermined prediction direction. Generating a; (b) generating a transform block composed of the transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between the current block and the prediction block; (c) determining a scanning mode according to a predetermined prediction direction; (d) scanning the transform block according to the scanning mode; And (e) entropy encoding the scanned image data.

상술한 본 발명의 제 2 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예측 복호화 장치는, 입력 비트스트림을 복호화하여 데이터 열을 생성하는 가변장복호화기; 입력 비트스트림으로부터 예측 부가 정보를 복호화하여 기복원된 참조 블록들로부터 예측 블록을 생성하는 예측 보상기; 예측 블록의 에지를 검출하고 에지 방향을 결정하여 스캐닝모드를 생성하는 스캐닝모드 생성기; 복호화된 데이터 열을 스캐닝 모드에 따라서 스캐닝하여 변환 블록을 생성하는 역스캐닝부; 변환 블록에 소정의 연산을 수행하여 오차 블록을 생성하는 블록 역변환부; 및 오차 블록에 예측 보상기로부터 입력된 예측 블록을 합산하여 복원된 영상 블록을 생성하는 블록 복원부를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a predictive decoding apparatus, including: a variable length decoder configured to decode an input bitstream to generate a data sequence; A prediction compensator for decoding the prediction side information from the input bitstream to generate a prediction block from the reconstructed reference blocks; A scanning mode generator for detecting an edge of the prediction block and determining an edge direction to generate a scanning mode; An inverse scanning unit scanning the decoded data stream according to the scanning mode to generate a transform block; A block inverse transform unit generating an error block by performing a predetermined operation on the transform block; And a block reconstruction unit that generates a reconstructed image block by adding the prediction blocks input from the prediction compensator to the error blocks.

상술한 본 발명의 제 2 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예측 복호화 방법은 (a) 입력 비트스트림을 복호화하여 데이터 열을 생성하는 단계; (b) 입력 비트스트림으로부터 예측 부가 정보를 복호화하여 기복원된 참조 블록들로부터 예측 블록을 생성하는 단계; (c) 예측 블록의 에지를 검출하고 에지 방향을 결정하여 스캐닝모드를 생성하는 단계; (d) 복호화된 데이터 열을 스캐닝 모드에 따라서 스캐닝하여 변환 블록을 생성하는 단계; (e) 변환 블록에 소정의 연산을 수행하여 오차 블록을 생성하는 단계; 및 (f) 오차 블록에 예측 블록을 합산하여 복원된 영상 블록을 생성하는 단계를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a predictive decoding method including (a) generating a data string by decoding an input bitstream; (b) decoding the prediction side information from the input bitstream to generate a prediction block from the reconstructed reference blocks; (c) generating a scanning mode by detecting an edge of the prediction block and determining an edge direction; (d) scanning the decrypted data stream according to the scanning mode to generate a transform block; (e) generating an error block by performing a predetermined operation on the transform block; And (f) generating the reconstructed image block by adding the prediction block to the error block.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 스캐닝 방법 및 부호화 장치를 설명한다.Hereinafter, a scanning method and an encoding apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5a 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 5b 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부호화 방법을 설명하는 흐름도이다.FIG. 5A is a block diagram showing a configuration of an encoding apparatus according to a first preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a flowchart for explaining an encoding method according to the first embodiment of the present invention.

도 5a 를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 부호화 장치는 참조 블록들을 이용하여 현재 부호화할 블록에 대한 예측을 수행하여 현재블록과비슷한 예측블록을 생성하는 예측 블록 생성부(52), 생성된 예측 블록과 현재 블록간의 차를 계산하여 오차 블록을 생성하는 오차블록 생성부(54), 오차블록에 소정의 연산을 수행하여 변환하는 블록 변환부(56), 변환된 블록 영상을 스캐닝하는 스캐닝부(70), 예측 블록에서 검출된 에지에 따라서 스캐닝 방법을 결정하여 스캐닝부로 제공하는 스캐닝모드 생성기(60), 및 스캐닝된 영상신호를 부호화하는 가변장부호화하여 비트스트림을 생성하는 가변장부호화기(80)를 포함한다.Referring to FIG. 5A, the encoding apparatus according to the first embodiment of the present invention performs a prediction on a block to be currently encoded using reference blocks to generate a prediction block similar to the current block. The error block generator 54 generates an error block by calculating a difference between the generated prediction block and the current block, the block converter 56 converting the error block by performing a predetermined operation, and scans the converted block image. The scanning unit 70 to determine the scanning method according to the edge detected by the prediction block, the scanning mode generator 60 to provide the scanning unit, and the variable length encoding to encode the scanned image signal to generate a bitstream. The encoder 80 is included.

도 5b를 더 참조하여, 본 발명의 부호화 방법을 설명하면, 본 발명의 부호화기로 현재 부호화할 블록이 입력되면, 본 발명의 예측블록 생성부(52)는 정지 영상의 경우에는 현재 블록에 인접한 참조 블록들을 이용하고, 동영상인 경우에는 이전 프레임의 참조 블록들을 이용하여 예측 블록을 생성한다(S500).Referring to FIG. 5B, when the encoding method of the present invention is described, when a block to be currently encoded is input to the encoder of the present invention, the prediction block generator 52 of the present invention refers to a reference adjacent to the current block in the case of a still image. In the case of a video, blocks are used to generate a prediction block using reference blocks of a previous frame (S500).

오차블록 생성부(54)는 생성된 예측 블록 및 현재 블록을 입력받아, 현재 블록과 예측 블록간의 오차를 계산하여 오차 블록을 생성하고, 생성된 오차 블록을 블록 변환부(56)로 출력한다(S510).The error block generator 54 receives the generated prediction block and the current block, calculates an error between the current block and the prediction block, generates an error block, and outputs the generated error block to the block converter 56 ( S510).

블록 변환부(56)는 입력된 오차 블록에 소정의 연산을 수행하여, 연산 결과값으로 구성되는 변환된 영상 블록을 생성하는데, 본 발명의 바람직한 실시예에서 블록 변환부(56)는 오차 블록에 DCT 연산을 수행하였고, DCT 계수값으로 구성되는 변환 블록을 스캐닝부(70)로 출력한다(S520).The block converter 56 performs a predetermined operation on the input error block, and generates a converted image block composed of the result of the operation. In the preferred embodiment of the present invention, the block converter 56 is applied to the error block. The DCT operation is performed and the transform block including the DCT coefficient value is output to the scanning unit 70 (S520).

한편, 제 1 스캐닝모드 생성기(60)는 예측 블록 생성부(52)에서 출력되는 예측 블록을 입력받아, 예측 블록의 에지 및 에지의 방향을 검출하고 변환 블록에 수행될 스캐닝 방법을 결정하여 스캐닝부(70)로 출력한다(S530).Meanwhile, the first scanning mode generator 60 receives the prediction block output from the prediction block generator 52, detects the edge and the direction of the prediction block, and determines a scanning method to be performed on the transform block. Output to 70 (S530).

DCT 계수로 구성된 변환 블록 및 스캐닝 모드를 입력받은 스캐닝부(70)는 입력된 스캐닝 모드에 따라서 변환 블록을 스캐닝하고 스캐닝하여 생성된 데이터 열을 가변장부호화기(80)로 출력한다(S540).The scanning unit 70 receiving the transform block and the scanning mode configured with the DCT coefficients outputs the data string generated by scanning and scanning the transform block in accordance with the input scanning mode (S540).

가변장부호화기(80)는 스캐닝부(70)로부터 입력된 데이터열에 포함된 레벨 및 길이(run)를 이용하여 입력된 데이터열을 부호화한다(S550).The variable length encoder 80 encodes the input data string using the level and the run included in the data string input from the scanning unit 70 (S550).

본 발명의 스캐닝 모드 생성기(60)는 예측 블록에 포함되는 에지와 수직이 되는 방향으로 스캐닝을 수행할 때, 가변장부호화된 데이터의 크기를 결정하는 길이(run)가 최소화된다는 점을 이용하여, 스캐닝 모드를 결정한다. 또한, 본 발명의 스캐닝모드 생성기는 오차 블록과 가변장부호화할 변환 블록의 데이터의 분포에 유사성이 있음을 이용하여 스캐닝 모드를 결정한다.When the scanning mode generator 60 of the present invention performs scanning in a direction perpendicular to the edges included in the prediction block, the run that determines the size of the variable length coded data is minimized. Determine the scanning mode. In addition, the scanning mode generator of the present invention determines the scanning mode by using similarity in the distribution of data of the error block and the transform block to be variable-length coded.

예측 과정에서 발생하는 예측 오차는 대부분의 경우 영상의 에지를 중심으로 하여 많이 발생하며, 대부분의 에지는 방향성을 갖는다. 즉, 예측 오차는 방향성을 갖고 분포하며, 이러한 방향성을 갖고 있는 오차 영상에 대하여 변환을 하였을 경우 변환된 계수값도 에지의 방향에 따라서 다른 분포를 나타낸다.Most of the prediction errors that occur during the prediction process are centered around the edges of the image, and most of the edges are directional. That is, the prediction error is distributed with directionality, and when the error image having the directionality is transformed, the transformed coefficient value also shows a different distribution depending on the direction of the edge.

도 9a 는 정지영상에서의 예측을 통하여 예측된 영상을 도시하고, 도 9b 는 예측 오차 영상을 도시한다. 도 9b 참조하면, 대부분의 오차가 에지를 중심으로 강하게 나타나고 있음을 알 수 있으며, 따라서 오차가 방향성을 갖고 분포함을 알 수 있다. 이러한 현상은 동영상에서 움직임 평가 및 보상을 통한 예측에서도 발생한다.9A illustrates an image predicted through prediction in a still image, and FIG. 9B illustrates a prediction error image. Referring to FIG. 9B, it can be seen that most of the errors appear strongly around the edges, and therefore, the errors are distributed with directionality. This phenomenon also occurs in motion estimation and prediction through compensation.

따라서, 에지와 유사한 방향성을 갖는 변환 블록에 대해서 에지와 직교하는방향으로 스캐닝을 수행하면 run 의 크기가 작아져 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, when scanning is performed in a direction orthogonal to the edge of the transform block having the directionality similar to that of the edge, the size of the run is reduced and the coding efficiency can be improved.

이하, 도 6a 및 도 6b 를 참조하여, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 제 1 스캐닝모드 생성기(60)를 설명한다.6A and 6B, a first scanning mode generator 60 according to a first embodiment of the present invention will be described.

도 6a 는 본 발명의 제 1 스캐닝모드 생성기(60)의 구성을 도시하는 블록도로서, 제 1 스캐닝모드 생성기(60)는 입력된 예측 블록에서 에지를 검출하는 에지 검출부(62), 에지 검출부에서 검출된 에지의 방향을 결정하는 방향 결정부(64), 및 방향 검출부에서 결정된 에지의 방향에 따라서 스캐닝 방향을 결정하여 스캐닝모드를 생성하는 제 1 모드 결정부(66)를 포함한다.FIG. 6A is a block diagram illustrating a configuration of the first scanning mode generator 60 of the present invention. The first scanning mode generator 60 includes an edge detector 62 and an edge detector for detecting an edge from an input prediction block. A direction determining unit 64 determines a direction of the detected edge, and a first mode determining unit 66 that determines a scanning direction according to the direction of the edge determined by the direction detecting unit to generate a scanning mode.

스캐닝 모드 생성 방법을 설명하는 흐름도인 도 6b 를 더 참조하면, 먼저, 에지 검출부(62)는 예측 블록 생성부로부터 생성된 예측 블록을 입력받아(S532), 다양한 에지 검출 방법에 따라서 예측 블록에 포함된 에지를 검출한다(S534).Referring to FIG. 6B, which is a flowchart illustrating a scanning mode generation method, first, the edge detector 62 receives a prediction block generated from the prediction block generator (S532) and includes the prediction block in a prediction block according to various edge detection methods. The detected edge is detected (S534).

에지 검출은 sobel operator, canny edge detection, laplacian operator등을 사용하고, 이를 문턱값에 적용함으로써 edge pixel들을 결정할 수 있다. 예컨대, 에지 검출부(62)가 컨벌루션 연산을 이용하여 에지를 검출하는 경우에, 에지 검출부(62)는 3x3 크기의 마스크를 예측 블록상에서 이동시키면서 컨벌루션 연산을 수행한다. 컨벌루션 연산된 결과값이 미리 설정된 소정의 임계값 이상이면 해당되는 픽셀은 에지에 속하는 것을 결정한다.Edge detection can be determined by using sobel operator, canny edge detection, laplacian operator, etc. and applying it to the threshold. For example, when the edge detector 62 detects an edge using a convolution operation, the edge detector 62 performs a convolution operation while moving a 3 × 3 mask on the prediction block. If the result of the convolution operation is equal to or greater than a predetermined threshold, the corresponding pixel is determined to belong to the edge.

한편, 에지 검출부(62)에서 에지가 검출된 영상은 방향 결정부(64)로 입력되고, 방향 결정부(64)는 검출된 에지를 구성하는 픽셀들의 분포를 x 축 및 y 축 성분으로 분석하여 에지의 방향을 결정한다(S536).On the other hand, the edge detected by the edge detection unit 62 is input to the direction determiner 64, the direction determiner 64 analyzes the distribution of the pixels constituting the detected edge by the x-axis and y-axis components The direction of the edge is determined (S536).

예컨대, 에지 픽셀들의 위치 (x, y) 에 대하여 x좌표값의 합과 y좌표값의 값을 비교하여 x좌표값의 합이 클 경우에는 수평방향으로, y좌표값의 합이 클 경우에는 수직방향으로 판단할 수 있다. 또한 x, y 좌표값의 합이 크면서 차이가 별로 없는 경우에는 대각선 방향으로 판단한다.For example, the sum of the x-coordinate value and the y-coordinate value is compared with respect to the position (x, y) of the edge pixels. When the sum of the x-coordinate values is large, the direction is horizontal. You can judge in the direction. In addition, when the sum of the x and y coordinate values is large and there is little difference, the diagonal direction is determined.

제 1 모드 결정부(66)는 방향 결정부(64)로부터 입력된 에지 방향에 따라서 변환된 블록에 수행될 스캐닝 모드를 결정한다(S538). 에지가 수평인 경우에는 변환의 특성 때문에 수직방향으로 큰 계수값이 분포하고, 양자화를 거쳤을 경우라도 수직방향으로 0 이 아닌 계수값이 분포한다. 따라서, 이러한 경우에는 zigzag 스캐닝하기보다 수직 성향을 갖도록 스캐닝함으로써 효과적인 스캐닝을 수행할 수 있다.The first mode determiner 66 determines a scanning mode to be performed on the converted block according to the edge direction input from the direction determiner 64 (S538). When the edge is horizontal, large coefficient values are distributed in the vertical direction because of the characteristics of the transform, and even if quantized, non-zero coefficient values are distributed in the vertical direction. Therefore, in this case, scanning can be performed by scanning to have a vertical tendency rather than zigzag scanning.

에지가 수직인 경우는 수평인 경우와 방향이 반대로 수평 성향을 갖도록 스캐닝하는 것이 효과적이다. 또한, 에지가 대각선으로 분포할 때에는 zigzag스캐닝보다 대각선상에 있는 계수들이 먼저 스캐닝을 될 수 있도록 하는 것이 효과적이다.When the edge is vertical, it is effective to scan such that the direction is horizontal as opposed to the horizontal case. In addition, when the edges are distributed diagonally, it is effective to allow the coefficients on the diagonal to be scanned before the zigzag scanning.

도 7 은 본 발명의 스캐닝부의 구성을 도시하는 블록도이다.7 is a block diagram showing the configuration of a scanning unit of the present invention.

도 7 을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝부(70)는 스캐닝 처리부(72), 선택기(74), 및 스캐닝 순서 저장부(76)를 포함한다.Referring to FIG. 7, a scanning unit 70 according to a preferred embodiment of the present invention includes a scanning processor 72, a selector 74, and a scanning order storage unit 76.

스캐닝부의 선택기(74)로 스캐닝 모드가 입력되면, 선택기(74)는 입력된 스캐닝 모드에 따라서 스캐닝 순서 저장부(76)에 기록된 스캐닝 순서 중 하나를 선택하고, 선택된 스캐닝 순서를 스캐닝 처리부(72)로 출력한다. 스캐닝 처리부(72)는 입력된 스캐닝 순서에 따라서 변환 블록을 스캐닝하여, 레벨 및 길이(run)를 생성하여 가변장부호화기로 출력한다.When the scanning mode is input to the selector 74 of the scanning unit, the selector 74 selects one of the scanning orders recorded in the scanning order storage unit 76 according to the input scanning mode, and selects the selected scanning order into the scanning processing unit 72. ) The scanning processor 72 scans the transform block according to the input scanning order, generates a level and a run, and outputs the level and the run to the variable length encoder.

도 8 은 스캐닝 모드가 0 내지 8 인 경우에, 각 모드에 대응되는 스캐닝 순서를 도시한 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a scanning sequence corresponding to each mode when the scanning modes are 0 to 8. FIG.

이하, 도 11a 를 참조하여 바람직한 제 2 실시예에 따른 부호화 장치를 설명한다.Hereinafter, an encoding apparatus according to a second preferred embodiment will be described with reference to FIG. 11A.

제 2 실시예에 따른 부호화 장치는 예측 블록 생성부(110), 오차 블록 생성부(112), 블록 변환부(114), 제 2 스캐닝모드 생성기(120), 스캐닝부(130), 및 가변장부호화기(140)를 포함한다. 제 2 실시예에 따른 부호화 장치의 구성은 제 2 스캐닝모드 생성기(120)를 제외하면 제 1 실시예에 따른 부호화 장치의 구성과 동일하므로, 이하에서는, 제 2 스캐닝모드 생성기의 구성을 도시하는 도 11b를 참조하여 제 2 스캐닝모드 생성기만을 설명한다.The encoding apparatus according to the second embodiment includes a prediction block generator 110, an error block generator 112, a block converter 114, a second scanning mode generator 120, a scanning unit 130, and a variable length. The encoder 140 is included. Since the configuration of the encoding apparatus according to the second embodiment is the same as the configuration of the encoding apparatus according to the first embodiment except for the second scanning mode generator 120, a diagram illustrating the configuration of the second scanning mode generator will be described below. Only the second scanning mode generator will be described with reference to 11b.

도 11b를 참조하면, 본 발명의 제 2 스캐닝모드 생성기는 예측 방향 결정부(122) 및 제 2 모드 결정부(124)를 포함하므로써, 예측과정에서 생성된 부가정보(예측 방향 또는 예측 크기)를 이용하여 직접 현재 블록의 예측 방향을 결정하고, 스캐닝 모드를 결정한다.Referring to FIG. 11B, the second scanning mode generator of the present invention includes the prediction direction determiner 122 and the second mode determiner 124 to generate additional information (prediction direction or prediction size) generated during the prediction process. Directly determine the prediction direction of the current block, and determine the scanning mode.

제 2 스캐닝모드 생성기(120)에 포함되는 예측 방향 결정부(122)로 예측블록 생성시 발생한 부가 정보가 입력되면, 예측 방향 결정부(122)는 입력된 부가 정보에 따라서 예측 방향을 결정하여, 제 2 모드 결정부(124)로 출력한다. 예측 방향 결정부(122)는 정지 영상의 경우에는 도 3b 내지 도 3d 에 도시된 방향을 예측 방향으로 결정하고, 동영상의 경우에는, 도 2 에 도시된 바와 같은 움직임 벡터를 생성하고, 움직임 벡터의 성분을 분석하여 예측 방향을 결정할 수 있다.When additional information generated when the prediction block is generated is input to the prediction direction determiner 122 included in the second scanning mode generator 120, the prediction direction determiner 122 determines the prediction direction according to the input additional information. Output to the second mode determiner 124. The prediction direction determiner 122 determines the direction shown in FIGS. 3B to 3D as the prediction direction in the case of a still image, generates a motion vector as shown in FIG. 2 in the case of a video, and The components can be analyzed to determine the prediction direction.

제 2 모드 결정부(124)는 예측 방향 결정부(122)로부터 입력된 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하여 스캐닝부(130)로 출력하게 되는데, 결정 방법은 상술한 제 1 모드 결정부(66)의 경우와 유사하다.The second mode determiner 124 determines the scanning mode according to the prediction direction input from the prediction direction determiner 122, and outputs the scanning mode to the scanning unit 130. The determination method is the first mode determiner 66 described above. Is similar to).

상기 제 1 실시예의 에지 검출부에서 검출되는 에지의 방향은 예측 방향과 유사한 것이 일반적이므로, 제 2 모드 결정부(124)에서 결정된 스캐닝 모드의 방향은 예측 방향과 수직인 성질을 갖는 방향을 나타내게 되어 제 1 실시예의 경우 동일한 스캐닝 모드를 생성하게 된다.Since the direction of the edge detected by the edge detector of the first embodiment is generally similar to the prediction direction, the direction of the scanning mode determined by the second mode determiner 124 represents a direction having a property perpendicular to the prediction direction. In the case of the first embodiment, the same scanning mode is generated.

예컨대, 도 3a의 경우에, 모드 0 과 같이 수직 방향으로 예측 블록을 생성하면, 수직방향의 에지가 주로 생성된다. 또한, 모드 1 과 같이 수평 방향으로 예측 블록을 생성하면, 수평 방향의 에지가 주로 생성된다. 따라서, 본 발명의 예측 스캐닝 방법은 예측 블록의 에지 방향에 수직인 방향으로 스캐닝을 수행하여 부호화 효율을 높이는 것이므로, 제 2 모드 결정부에서 결정되는 스캐닝 모드는 예측 방향과 수직인 방향으로 스캐닝을 수행하는 모드로 결정되고, 이러한 결과는 제 1 스캐닝모드 생성기에 의해서 생성되는 스캐닝 모드와 동일하게 된다.For example, in the case of FIG. 3A, when the prediction block is generated in the vertical direction as in mode 0, vertical edges are mainly generated. In addition, when the prediction block is generated in the horizontal direction as in Mode 1, edges in the horizontal direction are mainly generated. Therefore, since the prediction scanning method of the present invention increases the coding efficiency by performing scanning in a direction perpendicular to the edge direction of the prediction block, the scanning mode determined by the second mode determiner performs scanning in a direction perpendicular to the prediction direction. And the result is the same as the scanning mode generated by the first scanning mode generator.

한편, 상술한 제 2 스캐닝모드 생성기(120)의 경우에는 예측 과정에서 발생된 부가적인 정보를 이용하여 예측 방향만을 결정하면 스캐닝 모드를 결정할 수 있다는 점에서, 에지 검출 및 검출된 에지에 따른 에지의 방향을 결정하는 과정이 필요한 제 1 스캐닝 모드 생성기보다 처리과정이 간단한 장점이 있다.Meanwhile, in the case of the second scanning mode generator 120 described above, the scanning mode may be determined by only determining the prediction direction using additional information generated in the prediction process. The process is simpler than the first scanning mode generator which requires the process of determining the direction.

도 10 은 foreman이라고 하는 sequence를 이용하여 예측과정에서 생성된 예측 방향 정보로 현재 블록을 분류하였을 ??, 30장에 대한 모든 블록에 대하여 계수값의 절대값을 누적시킨 값이다. 도 10 은 각 에지의 방향에 따라서 변환된 계수 값이 다르게 분포하고 있음을 보여 준다. 따라서, 본 발명은 이러한 에지 방향에 대한 변화 계수값의 분포를 잘 이용하여 보다 효과적인 스캐닝을 수행할 수 있다.10 shows that the current block is classified by the prediction direction information generated in the prediction process by using a sequence called foreman. The absolute value of the coefficient values is accumulated for all blocks of 30 sheets. 10 shows that the transformed coefficient values are distributed differently according to the direction of each edge. Accordingly, the present invention can perform more effective scanning by using the distribution of the change coefficient values for the edge direction well.

도 14 는 여러 가지 sequence에 대하여 본 발명의 예측 부호화 장치에 이용된 스캐닝 방법과 종래의 지그재그 스캐닝 방벙을 실험한 결과를 도시하였다. 도 14 는 각 sequence 별로 각 장에 대한 총 run의 수를 나타낸 것이다. 효과적인 스캐닝일수록 run의 값이 작아지므로 도 14 에서는 기존의 zigzag 스캐닝에 비하여 모두 효과적인 스캐닝 성능을 나타냄을 볼 수 있다.FIG. 14 shows the results of experiments of the scanning method used in the predictive coding apparatus of the present invention and the conventional zigzag scanning method for various sequences. 14 shows the total number of runs for each chapter for each sequence. The more effective scanning is, the smaller the value of run is. Therefore, in FIG. 14, it can be seen that all show effective scanning performance as compared to the conventional zigzag scanning.

이하, 도 12a 및 도 12b 를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 예측 부호화 장치에서 부호화된 비트스트림을 복호화하여 영상블록을 복원하는 복호화 장치 및 방법을 설명한다.Hereinafter, a decoding apparatus and a method for reconstructing an image block by decoding a coded bitstream in the prediction encoding apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12A and 12B.

복호화 장치의 구성을 도시한 블록도인 도 12a를 참조하면, 복호화 장치는 가변장복호화기(150), 예측 보상기(152), 제 3 스캐닝모드 생성기(154), 역스캐닝부(156), 블록 역변환부(158), 및 블록 복원부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 12A, which is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus, a decoding apparatus includes a variable length decoder 150, a predictive compensator 152, a third scanning mode generator 154, an inverse scanning unit 156, and a block. An inverse transform unit 158 and a block reconstruction unit 160.

복호화 방법을 설명하는 흐름도인 도 12b를 참조하면, 가변장복호화기(150)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 데이터 열을 생성하고, 생성된 데이터열을 역스캐닝부(156)로 출력한다(S1200).Referring to FIG. 12B, which is a flowchart illustrating a decoding method, the variable length decoder 150 generates a data string by decoding an input bitstream, and outputs the generated data string to the inverse scanning unit 156 (S1200). ).

예측 보상기(152)는 입력 비트스트림으로부터 예측 부가 정보를 복호화하여 이미 복원된 참조 블록들로부터 예측 블록을 생성하고, 생성된 예측 블록을 제 3 스캐닝모드 생성기(154)로 출력한다(S1220).The prediction compensator 152 decodes the prediction side information from the input bitstream to generate a prediction block from the already reconstructed reference blocks, and outputs the generated prediction block to the third scanning mode generator 154 (S1220).

제 3 스캐닝모드 생성기(154)는 상술한 제 1 스캐닝모드 생성기와 동일하게, 예측 블록의 에지를 검출하고, 에지 방향을 결정하여, 에지 방향과 직교되는 방향으로 스캐닝모드를 생성하여 역스캐닝부(156)로 출력한다(S1240).The third scanning mode generator 154 detects the edge of the prediction block, determines the edge direction, generates the scanning mode in a direction orthogonal to the edge direction, and performs the reverse scanning unit ( 156) (S1240).

역스캐닝부(156)는 가변장복호화기(150)로부터 입력된 복호화된 데이터열을 스캐닝 모드에 따라서 역스캐닝하여 변환 블록을 생성하고, 생성된 변환 블록을 블록 역변환부(158)로 출력한다(S1260).The inverse scanning unit 156 inversely scans the decoded data string input from the variable length decoder 150 according to the scanning mode to generate a transform block, and outputs the generated transform block to the block inverse transform unit 158 ( S1260).

블록 역변환부(158)는 예측 부호화에 이용된 변환의 역변환을 수행하여 오차 블록을 생성하고, 생성된 오차 블록을 블록 복원부(160)로 출력한다(S1280).The block inverse transform unit 158 generates an error block by performing an inverse transform of the transform used for predictive encoding, and outputs the generated error block to the block reconstruction unit 160 (S1280).

블록 복원부(160)는 블록 역변환부(158)로부터 입력된 오차 블록에 예측 보상기(152)로부터 입력된 예측 블록을 합산하여 복원된 영상 블록을 출력한다(S1300).The block reconstruction unit 160 outputs the reconstructed image block by adding the prediction blocks input from the prediction compensator 152 to the error blocks input from the block inverse transform unit 158 (S1300).

한편, 도 13 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 예측 부호화 장치에서 부호화된 비트스트림을 복호화하여 영상블록을 복원하는 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus for reconstructing an image block by decoding a coded bitstream in the prediction encoding apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도 13 에 도시된 복호화 장치의 구성은 제 4 스캐닝모드 생성기(174)를 제외하면, 도 12a 에 도시된 복호화 장치의 구성과 동일하다. 또한, 제 4 스캐닝모드생성기(174)의 동작은 상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 예측 부호화 장치의 제 2 스캐닝모드 생성기(120)와 동일하다.The configuration of the decoding apparatus illustrated in FIG. 13 is the same as that of the decoding apparatus illustrated in FIG. 12A except for the fourth scanning mode generator 174. In addition, the operation of the fourth scanning mode generator 174 is the same as the second scanning mode generator 120 of the prediction encoding apparatus according to the second embodiment of the present invention described above.

제 4 스캐닝모드 생성기(174)는 입력된 비트스트림으로부터 복호화된 예측 부가 정보에 따라서 예측 방향을 결정하고, 결정된 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하여 역스캐닝부(176)로 출력하게 되는데, 결정 방법은 상술한 예측 부호화 장치의 제 1 스캐닝모드 생성기의 경우와 유사하다.The fourth scanning mode generator 174 determines the prediction direction according to the prediction side information decoded from the input bitstream, determines the scanning mode according to the determined prediction direction, and outputs the scanning mode to the inverse scanning unit 176. Is similar to the case of the first scanning mode generator of the prediction encoding apparatus described above.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, which are also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). It also includes. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the appended claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

본 발명의 예측 부호화 장치는 예측 블록 또는 예측 부가 정보를 이용하여 스캐닝모드 생성기에서 스캐닝을 위한 특성을 분석하고, 분석된 특성에 따라서 스캐닝 모드를 결정함으로써, 가변장부호화에 이용되는 길이(run)의 크기를 감소시켜 부호화효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The prediction encoding apparatus of the present invention analyzes a characteristic for scanning in a scanning mode generator using a predictive block or predictive additional information, and determines a scanning mode according to the analyzed characteristic to determine a length of a run used for variable length encoding. It is possible to improve the coding efficiency by reducing the size.

또한, 본 발명의 예측 부호화/복호화 장치는 스캐닝 방법을 예측 블록 또는 예측 부가 정보에 따라서 결정하므로, 별도의 스캐닝 방법을 나타내는 정보를 부호화할 필요가 없어 부호화 효율을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since the prediction encoding / decoding apparatus of the present invention determines the scanning method according to the prediction block or the prediction additional information, it is not necessary to encode information indicating a separate scanning method, thereby improving the coding efficiency.

Claims (22)

블록단위로 영상을 부호화하는 예측 부호화 장치로서,A predictive encoding device for encoding an image in block units, 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측블록 생성부;A prediction block generation unit generating a prediction block for a current block to be encoded from the base coded reference blocks; 상기 현재 블록과 상기 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 블록 변환부;A block transform unit configured to generate a transform block composed of transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between the current block and the prediction block; 상기 예측 블록에 포함된 영상의 에지 방향을 분석하여 스캐닝 모드를 결정하는 스캐닝 모드 생성기;A scanning mode generator that determines a scanning mode by analyzing edge directions of an image included in the prediction block; 상기 스캐닝 모드에 따라서 상기 변환 블록을 스캐닝하는 스캐닝부; 및A scanning unit scanning the transform block according to the scanning mode; And 상기 스캐닝부로부터 입력된 영상 데이터를 부호화하는 엔트로피 부호화기를포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 장치.And an entropy encoder for encoding the image data input from the scanning unit. 제 1 항에 있어서, 상기 스캐닝 모드 생성기는The method of claim 1, wherein the scanning mode generator 상기 예측 블록의 영상에 포함된 에지를 검출하는 에지 검출부;An edge detector detecting an edge included in the image of the prediction block; 검출된 에지의 방향 성분을 결정하는 방향 결정부; 및A direction determining unit which determines a direction component of the detected edge; And 결정된 에지의 방향에 따라서 스캐닝 방향을 결정하여 스캐닝모드를 생성하는 모드 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 장치.And a mode determiner configured to determine a scanning direction according to the determined edge direction to generate a scanning mode. 제 2 항에 있어서, 상기 모드 결정부는The method of claim 2, wherein the mode determination unit 상기 에지의 방향과 스캐닝 방향이 서로 직교하도록 상기 스캐닝 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 장치.And the scanning direction is determined such that the direction of the edge and the scanning direction are orthogonal to each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 엔트로피 부호화기는 가변장부호화기인 것을 특징으로 하는 예측 부호화 장치.The entropy encoder is a variable length encoder. 블록단위로 영상을 부호화하는 예측 부호화 장치로서,A predictive encoding device for encoding an image in block units, 소정의 예측 방향에 따라서 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측블록 생성부;A prediction block generator for generating a prediction block for the current block to be encoded from the base coded reference blocks according to a predetermined prediction direction; 상기 현재 블록과 상기 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 블록 변환부;A block transform unit configured to generate a transform block composed of transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between the current block and the prediction block; 상기 소정의 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하는 스캐닝 모드 생성기;A scanning mode generator that determines a scanning mode according to the predetermined prediction direction; 상기 스캐닝 모드에 따라서 상기 변환 블록을 스캐닝하는 스캐닝부; 및A scanning unit scanning the transform block according to the scanning mode; And 상기 스캐닝부로부터 입력된 영상 데이터를 부호화하는 엔트로피 부호화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 장치.And an entropy encoder for encoding the image data input from the scanning unit. 제 5 항에 있어서, 상기 스캐닝 모드 생성기는The method of claim 5, wherein the scanning mode generator 상기 현재 블록에 대응되는 예측 블록의 생성에 이용된 예측 방향을 결정하는 예측 방향 결정부; 및A prediction direction determiner which determines a prediction direction used to generate a prediction block corresponding to the current block; And 상기 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하는 모드 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 장치.And a mode determiner configured to determine a scanning mode according to the prediction direction. 제 6 항에 있어서, 상기 예측 방향 결정부는The method of claim 6, wherein the prediction direction determiner 상기 예측 블록이 현재 블록이 포함된 프레임의 이전 프레임에 포함된 경우에, 상기 예측 블록이 현재 블록에 대응되는 블록으로부터 이동된 움직임 벡터의 성분을 분석하여 예측 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.If the prediction block is included in a previous frame of the frame including the current block, the encoding device is characterized by determining the prediction direction by analyzing the components of the motion vector moved from the block corresponding to the current block . 제 6 항에 있어서, 상기 모드 결정부는The method of claim 6, wherein the mode determination unit 상기 예측 방향과 스캐닝 방향이 서로 직교하도록 스캐닝 모드를 결정하는것을 특징으로 하는 부호화 장치.And a scanning mode is determined such that the prediction direction and the scanning direction are orthogonal to each other. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 엔트로피 부호화기는 가변장부호화기인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.And the entropy encoder is a variable length encoder. 블록단위로 영상을 부호화하는 예측 부호화 방법으로서,A prediction encoding method of encoding an image in block units, (a) 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계;(a) generating a prediction block for the current block to be encoded from the base coded reference blocks; (b) 상기 현재 블록과 상기 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 단계;(b) generating a transform block composed of transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between the current block and the prediction block; (c) 상기 예측 블록에 포함된 영상의 에지 방향을 분석하여 스캐닝 모드를 결정하는 단계;(c) determining a scanning mode by analyzing edge directions of an image included in the prediction block; (d) 상기 스캐닝 모드에 따라서 상기 변환 블록을 스캐닝하는 단계; 및(d) scanning the transform block in accordance with the scanning mode; And (e) 상기 스캐닝된 영상 데이터를 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.(e) entropy encoding the scanned image data. 제 10 항에 있어서, 상기 (c) 단계는The method of claim 10, wherein step (c) (c1) 상기 예측 블록의 영상에 포함된 에지를 검출하는 단계;(c1) detecting an edge included in the image of the prediction block; (c2) 검출된 에지의 방향 성분을 결정하는 단계; 및(c2) determining a directional component of the detected edge; And (c3) 결정된 에지의 방향에 따라서 스캐닝 방향을 결정하여 스캐닝모드를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.(c3) generating a scanning mode by determining a scanning direction according to the determined edge direction. 제 11 항에 있어서, 상기 (c3) 단계는The method of claim 11, wherein step (c3) 상기 에지의 방향과 스캐닝 방향이 서로 직교하도록 상기 스캐닝 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.And the scanning direction is determined such that the direction of the edge and the scanning direction are orthogonal to each other. 제 10 항에 있어서, 상기 (e) 단계는The method of claim 10, wherein step (e) 스캐닝된 영상 데이터를 가변장부호화하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.A predictive encoding method characterized by variable length encoding the scanned image data. 블록단위로 영상을 부호화하는 예측 부호화 방법으로서,A prediction encoding method of encoding an image in block units, (a) 소정의 예측 방향에 따라서 기부호화된 참조 블록들로부터 부호화할 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계;(a) generating a prediction block for a current block to be encoded from base coded reference blocks according to a predetermined prediction direction; (b) 상기 현재 블록과 상기 예측 블록간의 오차 블록에 소정의 변환 연산을 수행하여, 변환된 값들로 구성된 변환 블록을 생성하는 단계;(b) generating a transform block composed of transformed values by performing a predetermined transform operation on an error block between the current block and the prediction block; (c) 상기 소정의 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하는 단계;(c) determining a scanning mode according to the predetermined prediction direction; (d) 상기 스캐닝 모드에 따라서 상기 변환 블록을 스캐닝하는 단계; 및(d) scanning the transform block in accordance with the scanning mode; And (e) 스캐닝된 영상 데이터를 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.(e) entropy encoding the scanned image data. 제 14 항에 있어서, 상기 (c) 단계는15. The method of claim 14, wherein step (c) (c1) 상기 현재 블록에 대응되는 예측 블록의 생성에 이용된 예측 방향을 결정하는 단계; 및(c1) determining a prediction direction used to generate a prediction block corresponding to the current block; And (c2) 상기 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.(c2) determining a scanning mode according to the prediction direction. 제 15 항에 있어서, 상기 (c1) 단계는The method of claim 15, wherein step (c1) 상기 예측 블록이 현재 블록이 포함된 프레임의 이전 프레임에 포함된 경우에, 상기 예측 블록이 현재 블록에 대응되는 블록으로부터 이동된 움직임 벡터의 성분을 분석하여 예측 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.When the prediction block is included in a previous frame of the frame including the current block, the prediction block is determined by analyzing the components of the motion vector moved from the block corresponding to the current block to determine the prediction direction Way. 제 15 항에 있어서, 상기 (c2) 단계는The method of claim 15, wherein step (c2) 상기 예측 방향과 스캐닝 방향이 서로 직교하도록 스캐닝 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.And a scanning mode is determined such that the prediction direction and the scanning direction are orthogonal to each other. 제 14 항에 있어서, 상기 (e) 단계는The method of claim 14, wherein step (e) 스캐닝된 영상 데이터를 가변장부호화하는 것을 특징으로 하는 예측 부호화 방법.A predictive encoding method characterized by variable length encoding the scanned image data. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항의 예측 부호화 방법을 컴퓨터에서 판독할 수 있고, 실행 가능한 프로그램 코드로 기록한 기록 매체.19. A recording medium in which the predictive encoding method according to any one of claims 10 to 18 is readable by a computer and recorded with executable program code. 입력 비트스트림을 복호화하여 데이터 열을 생성하는 가변장복호화기;A variable length decoder for decoding an input bitstream to generate a data string; 상기 입력 비트스트림으로부터 예측 부가 정보를 복호화하여 기복원된 참조 블록들로부터 예측 블록을 생성하는 예측 보상기;A prediction compensator for decoding prediction side information from the input bitstream to generate a prediction block from reconstructed reference blocks; 상기 예측 블록의 에지를 검출하고 에지 방향을 결정하여 스캐닝모드를 생성하는 스캐닝모드 생성기;A scanning mode generator for detecting an edge of the prediction block and determining an edge direction to generate a scanning mode; 상기 복호화된 데이터 열을 상기 스캐닝 모드에 따라서 스캐닝하여 변환 블록을 생성하는 역스캐닝부;An inverse scanning unit scanning the decoded data stream according to the scanning mode to generate a transform block; 변환 블록에 소정의 연산을 수행하여 오차 블록을 생성하는 블록 역변환부; 및A block inverse transform unit generating an error block by performing a predetermined operation on the transform block; And 상기 오차 블록에 상기 예측 보상기로부터 입력된 예측 블록을 합산하여 복원된 영상 블록을 생성하는 블록 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.And a block reconstruction unit configured to generate a reconstructed image block by adding the prediction block input from the prediction compensator to the error block. 제 20 항에 있어서, 상기 스캐닝 모드 생성기는The method of claim 20, wherein the scanning mode generator 상기 입력 비트스트림으로부터 복호화된 예측 부가 정보에 따라서 예측 방향을 결정하고, 결정된 예측 방향에 따라서 스캐닝 모드를 생성하여 상기 역스캐닝부로 출력하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.And determining a prediction direction according to the prediction additional information decoded from the input bitstream, and generating a scanning mode according to the determined prediction direction and outputting the scanning mode to the inverse scanning unit. (a) 입력 비트스트림을 복호화하여 데이터 열을 생성하는 단계;(a) decoding the input bitstream to generate a data sequence; (b) 상기 입력 비트스트림으로부터 예측 부가 정보를 복호화하여 기복원된 참조 블록들로부터 예측 블록을 생성하는 단계;(b) decoding a prediction side information from the input bitstream to generate a prediction block from the reconstructed reference blocks; (c) 상기 예측 블록의 에지를 검출하고 에지 방향을 결정하여 스캐닝모드를 생성하는 단계;(c) generating a scanning mode by detecting an edge of the prediction block and determining an edge direction; (d) 상기 복호화된 데이터 열을 상기 스캐닝 모드에 따라서 스캐닝하여 변환 블록을 생성하는 단계;(d) scanning the decoded data stream according to the scanning mode to generate a transform block; (e) 변환 블록에 소정의 연산을 수행하여 오차 블록을 생성하는 단계; 및(e) generating an error block by performing a predetermined operation on the transform block; And (f) 상기 오차 블록에 상기 예측 블록을 합산하여 복원된 영상 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.and generating a reconstructed image block by adding the prediction block to the error block.
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