KR20040068963A - 비디오 인코딩 및 디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

비디오 인코딩 및 디코딩 방법 및 장치 Download PDF

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KR20040068963A
KR20040068963A KR10-2004-7009706A KR20047009706A KR20040068963A KR 20040068963 A KR20040068963 A KR 20040068963A KR 20047009706 A KR20047009706 A KR 20047009706A KR 20040068963 A KR20040068963 A KR 20040068963A
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KR10-2004-7009706A
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보트류빈센트
베네티어르마리온
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 프레임 그룹들(GOFs)로 분할되는 비디오 시퀀스의 압축을 위한 인코딩 방법에 관한 것이며, 프레임 그룹들 각각은, 각각의 분해 레벨에서 모션 보상 스텝, 시간 필터링 스텝, 공간 분해 스텝를 연속적으로 포함하는 3차원(3D) 웨이브릿 변환에 의하여 분해된다. 상기 모션 보상은, 인코딩되고, 코딩된 관련된 공간 분해 레벨의 코딩된 텍스처 정보와 함께 그리고 그것의 바로 앞에 있는 코딩된 비트스트림에 놓인 모션 벡터들을 이끄는 모션 추정에 기초한다. 모션 벡터들의 인코딩 동작은 가장낮은 공간 해상도에서 실행되고, 다른 공간 해상도들 각각에서 상기 모션 벡터들의 미세 비트들만이 미세 비트플레인에 의해 코딩된 비트스트림 미세 비트플레인에 놓인다. 특정 마커들은 비트플레인, 시간 분해 레벨들 및 공간 분해 레벨들 각각의 엔드를 나타내는 코딩된 비트스트림에 도입되고, 부가적인 특정 마커들은 상기 공간 분해 레벨에 관련된 모션 벡터 정보의 엔드를 각각의 공간 분해 레벨에서 나타내는 코딩된 비트스트림에 도입된다. 매우 낮은 디코딩 비트레이트의 경우에, 이러한 솔루션들에 의해 잔여 모션 정보를 스킵핑하고 텍스처 정보만을 디코딩하는 것이 허용되거나, 또는 또다른 실행에서 상기 잔여 모션 정보 및 관련 시간 레벨의 나머지 공간 레벨을 스킵핑하는 것이 허용된다.

Description

비디오 인코딩 및 디코딩 방법 및 장치{Video encoding and decoding method and device}
이질성 네트워크들(heterogeneous networks)에 의한 비디오 스트리밍은 높은 스케일러빌리티(scalability) 성능을 요구한다. 즉. 비트스트림 부분들은 코딩된 시퀀스의 완전 디코딩없이 디코딩될 수 있고, 가장낮은 공간 또는 시간 해상도들(공간 스케일러빌리티, 시간 스케일러빌리티)에서 또는 가장낮은 품질(SNR 또는 비트레이트 스케일러빌리티)로 초기 비디오 정보를 재구성하도록 결합될 수 있다. 이러한 3가지 타입들의 스케일러빌리티(공간, 시간, SNR)를 달성하기에 편리한 방법은 상기 시퀀스의 모션 보상이후 입력 비디오 시퀀스의 3차원 서브밴드 분해(tree-dimensional subband decomposition)이다(효율적인 스케일러블 비디오 코딩 구성 설계에 대하여, 모션 추정 및 모션 보상은 매우 중요한 구성 성분이지만, 텍스처 인코딩/디코딩에 이용 가능한 비트 예산(bit budget)을 과감하게 감소시키지 않도록 모션 정보 오버헤드를 낮게 유지하면서 양호한 시간 예측을 주로 제공하는 임의 모순된 요구조건들에 대해서는 그렇지 않다).
전 스케일러블 비디오 코딩 방법은 문서 WO 02/01881호(PHFR000070)에서 이미 기술되어 있다. 이 방법의 주요 특징들은 우선 비디오 시퀀스의 시간 서브밴드 분해를 도시하는 도 1에 관하여 상기된다. 모션 보상을 가지는 개시된 3D 웨이브릿 분해는 프레임 그룹(GOF)에 부합되며, 그 프레임들은 F1 내지 F8 부호가 붙여진다. 각각의 GOF는 우선 큰 모션으로 시퀀스들을 처리하기 위하여 모션 보상되고(MC), 하아르(Haar) 웨이브릿들을 사용하여 시간적으로 필터링된다(TF)(점선 화살표들은 하이 패스 시간 필터링에 대응하고, 나머지들은 로우 패스 시간 필터링에 대응한다). 모션 보상 동작 및 시간 필터링 동작이후에, 각각의 시간 서브밴드는 공간-시간 서브밴드에 공간 분해되며, 최종적으로 도 2에 도시된 바와 같이 오리지널 GOF의 3D 웨이브릿 표현이 된다. 도 1 및 도 2의 일례에서, 3 스테이지들의 분해가 도시되며(L, H= 제1 스테이지; LL, HH= 제2 스테이지, LLL, HHH=제3 스테이지), 모션 벡터 필드들 그룹은 각 시간 분해 레벨에서 생성된다: 제1 레벨의 MV4, 제2 레벨의 MV3, 제3 스테이지의 MV2(사실상, 한 모션 벡터 필드는 각 시간 분해 레벨에서 고려되는 GOF의 2개 프레임들마다 생성되고, 따라서 다수의 모션 벡터 필드는, 3개 분해 레벨들의 일례에 있어서, 시간 서브밴드에서 프레임들의 개수의 절반과 동일하다. 즉, 모션 벡터 필드들의 제1 레벨에서 4개, 제2 레벨에서 2개, 제3 레벨에서 1개가 생성된다).
디코더 측에서, 시간 스케일러빌리티의 경우에, 점진적인 디코딩을 허용하도록, 비트스트림은 도 3의 일례에 대하여 기술되는 바와 같이 구성된다: 도 1의 시간 분해 레벨들(이제 TDL로 칭해짐)은 4개의 시간 해상도 레벨들(1-4)을 생성하며, 이것은 초기 프레임 레이트로부터 얻어질 수 있는 가능한 프레임 레이트들을 나타낸다. 가장낮은 해상도 시간 레벨에 대응하는 계수들은 상기 레벨의 모션 벡터들을 전송하지 않고도 우선 인코딩되고(1), 모든 다른 재구성 프레임 레이트들(2, 3, 4)에 대하여, 모션 벡터 필드들(MV2-MV4) 및 대응하는 높은 주파수 시간 서브밴드들(2-4)의 프레임들이 인코딩된다. 비트스트림 구성에 관한 상기 기술은 시간 레벨들만을 고려하고, 각 시간 레벨내의 공간 스케일러빌리티도 고려되며, 이것은 도 4에서 생각되는 완전 스케일러빌리티 솔루션에 이르게 한다: 각 시간 스케일 내에서, 모든 공간 해상도들은 연속적으로 스캐닝되고(SDL=공간 분해 레벨들), 따라서 모든 공간 주파수들이 이용 가능하다(프레임 레이트들 t=1-4; 디스플레이 크기들 s=1-4). 마커들은 비트플레인들(2개 비트플레인간의 플래그들 A)과 시간 레벨들(2개의 연속 시간 분해 레벨들간의 플래그들 B)을 분리하는데 사용된다.
공간 스케일러빌리티의 경우에, 감소된 공간 해상도 비디오를 재구성할 수 있도록, 그것은 비트스트림의 개시에서 전 해상도의 모션 벡터 필드들을 전송하는 것이 바람직하지 않은 것처럼 나타나며, 인용된 문서의 끝에서 제안되는 솔루션은 현 공간 레벨의 크기에 모션 벡터들에 의해 기술되는 모션을 부합시키는 것이다. 가장낮은 공간 해상도에 대응하는 낮은 해상도 모션 벡터 필드가 우선 전송되고, 모션 벡터들의 해상도는 공간 해상도의 증가에 따라 점차적으로 증가되고, 모션 벡터 필드 해상도과 또다른 해상도간의 차만이 인코딩되어 전송된다(기술되는 기술적 솔루션에서, 모션 벡터들은 전 서치 블록 매칭 또는 임의 다른 유도 솔루션과 같은 블록에 기초한 모션 추정 방법에 의해 얻어지는 것으로 가정되고, 모션 추정에서 블록들의 크기는 주의 깊게 선택되어야 한다: 사실상, 블록의 원래 크기가 전 해상도에서 8×8인 경우, 절반 해상도에서는 4×4가 되며, 쿼터 해상도에서는 2×2가 되며, 따라서 블럭들의 원래 크기가 너무 작은 경우 원래 크기가 다수의 분해/재구성 레벨들에 있어서 호환 가능한지를 항상 체크하게 되는 문제가 발생한다).
예를 들면 공간 분해 레벨들에 있어서, 모든 가능 해상도들에 대응하는 모션 벡터들을 원하는 경우에, 초기 모션 벡터들 중 하나는 2S로 분할되거나 또는 s 위치들의 시프트가 시행되며, 가장낮은 해상도로부터 블럭들에 대응하는 모션 벡터들을 나타내는 결과, 그것의 크기는 2S로 분할된다. 오리지널 모션 벡터의 2S-1에 의한 분할은 다음 공간 해상도를 제공하지만, 이 값은 이전 동작으로부터 이미 이용 가능하다: 그것은 s-1 위치들의 시프트에 대응한다. 제1 동작에 관하여 차이는, 모션 벡터의 2진 표현에서 2S-1의 가중치를 가지는 비트에 있다. 그것은 보다 높은 해상도에서 모션 벡터를 구성하도록 이전에 전송된 벡터에 상기 비트(미세 비트로 칭해짐)를 부가하기에 충분하며, 이것은 s=4에 대하여 도 5에서 도시된다. 모션 벡터들의 이러한 점진적인 전송은, 도 6에 도시되는 바와 같이, 한 공간 해상도에서 또 다른 공간 해상도까지, 동일 공간 레벨에서 텍스처에 대응하는 비트들 바로 앞에 있는 모션 벡터 필드들의 미세 비트들을 비트스트림에 포함하는 것을 허용한다. 전술된 바와 같이, 마커들은 공간 레벨들(2개의 연속 레벨들간의 플래그 C)을 분리하는데 사용된다.
(인용된 문서에서 전술되고 위에서 상기된 바와 같은) 이러한 스케일러블 모션 벡터 인코딩 방법 덕분에, 시간 및 공간 레벨들의 계층은 모션 벡터 코딩에 전위되며, 모션 정보를 점진적으로 디코딩할 수 있게 된다: 소정의 공간 해상도에 대하여, 디코더는 그 레벨에서 사용하지 못하는 비트스트림의 부분들을 더이상 디코딩하지 않는다. 그러나, 상기 스케일러블 벡터 인코딩 방법이 완전히 점진적인 비트스트림을 확실하게 하지만, 모션 정보의 오버헤드는 매우 낮은 비트레이트의 디코딩 경우에 매우 높게 되며, 이하의 단점을 야기한다: 이용 가능한 예산의 결핍으로 텍스처 비트들을 디코딩하기에 부적당, 그로 인한 매우 불량한 재구성 품질.
본 발명은 그것들 자신은 프레임 커플들로 세분되는 프레임 그룹들(GOFs)로 분할되는 비디오 시퀀스의 압축을 위한 인코딩 방법에 관한 것으로, 상기 GOF들 각각은 각각의 분해 레벨(decomposition level)에서, 프레임들의 각 커플의 2개 프레임들간의 모션 보상 스텝과, 시간 필터링 스텝과, 그에 따라 얻어지는 각각의 시간 서브밴드의 공간 분해 스텝을 연속적으로 포함하는 3차원(3D) 웨이브릿 변환(wavelet transform)에 의하여 분해되고, 상기 모션 보상은 가장높은 공간 해상도 레벨에서 실행되는 모션 추정에 대해 각각의 시간 분해 레벨에 기초하고, 그에 따라 얻어진 상기 모션 벡터들은 보다 낮은 공간 해상도들에 대해서도 상기 모션 벡터들을 얻도록 2제곱으로 분할되며, 상기 추정된 모션 벡터들은, 인코딩되고 이 주어진 공간 레벨에서 웨이브릿 계수들에 의해 형성되는 코딩된 텍스처 정보와 함께 그리고 그것의 바로 앞에 있는 코딩된 비트스트림에 놓인 임의의 공간 해상도 레벨을 재구성하게 하고, 상기 인코딩 동작은 가장낮은 공간 해상도에서 상기 추정된 모션 벡터들에 대하여 실행되며, 각각의 공간 해상도의 상기 모션 벡터들의 미세 비트들(refinement bits)만이 한 해상도 레벨에서 다른 해상도 레벨로 미세 비트플레인에 의해 코딩된 비트스트림 미세 비트플레인에 놓이고, 특정 마커들은 상기 비트플레인들, 상기 시간 분해 레벨들 및 상기 공간 분해 레벨들 각각의 엔드(end)를 나타내기 위해 상기 코딩된 비트스트림에 도입된다.
본 발명은 또한, 대응하는 인코딩 장치와, 이러한 인코딩 장치에 의해 생성되는 코딩된 비트스트림으로 구성된 전송가능한 비디오 신호와, 대응하는 디코딩 장치들과, 이러한 디코딩 장치에서 사용하기 위한 컴퓨터 실행가능 처리 스텝들에 관한 것이다.
도 1은 모션 보상을 갖는 시간 서브밴드 분해를 도시하는 도면.
도 2는 3차원 웨이브릿 분할을 야기하는 공간-시간 서브밴드들을 도시는 도면.
도 3은 시간 스케일러빌리티에 대한 비트스트림에의 모션 벡터 삽입을 도시하는 도면.
도 4는 공간-시간 트리의 일시적으로 구동되는 스캐닝에서 얻어지는 비트스트림의 구조를 도시하는 도면.
도 5는 가장낮은 해상도에서 가장높은 해상도로의 점진적인 전이 및 모션 벡터의 2진 표현을 도시하는 도면.
도 6은 앞에서 인용되는 WO 02/01881호에서 기술되는 완전 스케일러블 접근법에서 모션 벡터 코딩의 비트스트림 구성을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 인코딩 방법을 실행하는 경우 얻어지는 코딩된 비트스트림을 도시하며, 상기 코딩된 비트스트림이 본 발명에 따라 어떻게 디코딩되는 지를 이해하게 하는 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 인코딩 및 디코딩 방법 각각을 실행하는 인코딩 및 디코딩 장치를 도시하는 도면.
도 10은 코딩된 비트스트림의 또 다른 표현을 도시하며, 본 발명에 따른 디코딩 방법의 또 다른 구현을 도시주는 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 단점을 피하고, 따라서 높은 비트레이트 스케일러빌리티가 얻어져야 하는 상황에, 즉 디코딩 비트레이트가 인코딩 비트레이트보다 훨씬 낮은 경우에 보다 잘 적응되는 인코딩 방법을 제안하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 명세서의 도입부에서 정의되는 바와 같은 인코딩 방법에 관한 것이며, 그것은 또한 각각의 시간 분해 레벨에 대하여, 부가적인 특정 마커들이 각각의 공간 분해 레벨에서 상기 공간 분해 레벨에 관련된 모션 벡터 정보의 엔드를 나타내기 위해 상기 코딩된 비트스트림에 도입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 인코딩 방법을 실행하기 위한 인코딩 장치를 제안하는 것이다.
이러한 목적에 대하여, 본 발명은, 프레임들의 커플들로 세분화된 그들자신들을 프레임들의 그룹들(GOFs)로 분할된 비디오 시퀀스를 인코딩하는 장치로서, 상기 GOF들 각각은 각각의 분해 레벨에서, 프레임들의 각 커플의 2개 프레임들간의 모션 보상 스텝과, 시간 필터링 스텝과, 그에 따라 얻어지는 각각의 시간 서브밴드의 공간 분해 스텝을 연속적으로 포함하는 3차원(3D) 웨이브릿 변환에 의하여 분해되고, 상기 모션 보상은 가장높은 공간 해상도 레벨에서 실행되는 모션 추정에 대해 각각의 시간 분해 레벨에 기초하고, 그에 따라 얻어진 상기 모션 벡터들은 보다 낮은 공간 해상도들에 대해서도 상기 모션 벡터들을 얻도록 2제곱으로 분할되며, 상기 추정된 모션 벡터들은, 인코딩되고 이 주어진 공간 레벨에서 웨이브릿 계수들에 의해 형성되는 코딩된 텍스처 정보와 함께 그리고 그것의 바로 앞에 있는 코딩된 비트스트림에 놓이는 임의의 공간 해상도 레벨을 재구성하게 하고, 상기 인코딩 동작은 가장낮은 공간 해상도에서 상기 추정된 모션 벡터들에 대하여 실행되며, 각각의 공간 해상도의 상기 모션 벡터들의 미세 비트들(refinement bits)만이 한 해상도 레벨에서 다른 해상도 레벨로 미세 비트플레인에 의해 코딩된 비트스트림 미세 비트플레인에 놓이고, 특정 마커들은 상기 비트플레인들, 상기 시간 분해 레벨들 및 상기 공간 분해 레벨들 각각의 엔드(end)를 나타내기 위해 상기 코딩된 비트스트림에 도입되고, 상기 인코딩 장치는, 프레임들의 모든 커플들에 관련된 상기 모션 벡터들을 상기 비디오 시퀀스로부터 결정하기 위한 모션 추정 수단들과, 상기 비디오 시퀀스 및 상기 모션 벡터들에 기초하여 각각의 GOF 내에서, 연속으로 모션 보상 스텝, 시간 필터링 스텝, 및 공간 분해 스텝을 실행하기 위한 3D 웨이브릿 변환 수단들과, 상기 변환 수단들로부터 제기된 계수들과 상기 모션 추정 수단들에 의해 전달된 모션 벡터들 양자를 코딩하기 위한 인코딩 수단들을 포함하는, 상기인코딩 장치에 있어서, 각각의 공간 분해 레벨에서 상기 공간 분해 레벨과 관련된 상기 모션 벡터 정보의 엔드를 나타내기 위한 부가적인 특정 마커들을 상기 코딩된 비트스트림에 도입하기 위한 수단들을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 인코딩 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 인코딩 장치에 의해 생성되는 코딩된 비트스트림으로 구성된 전송가능 비디오 신호로서, 상기 코딩된 비트스트림이, 각각의 공간 분해 레벨에서 상기 공간 분해 레벨에 관련된 모션 벡터 정보의 엔드를 나타내기 위한 부가적인 특정 마커들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전송가능 비디오 신호에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제안된 바와 같은 인코딩 방법을 실행함으로써 생성되는 비트스트림을 디코딩하기 위한 장치를 제안하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 전술된 인코딩 방법을 실행함으로써 생성되는 코딩된 비트스트림을 디코딩하는 장치로서, 상기 디코딩 장치는, 계수들과 모션 벡터들 양자를 상기 코딩된 비트스트림에서 디코딩하기 위한 디코딩 수단들과, 상기 디코딩된 계수들과 모션 벡터들에 기초하여 출력 비디오 시퀀스를 재구성하기 위한 반전 3D 웨이브릿 변환 수단들과, 이미 소비된 비트 예산의 양을 각각의 모션 벡터 디코딩 처리 이전에 정의하고 상기 양에 기초하여 상기 모션 정보의 잔여 부분의 스킵핑 동작에 의하여 모션 정보에 관련된 디코딩 동작을 정지할 것인지 또는 정지하지 않을 것인지를 결정하기 위한 리소스 제어 수단들을 포함하는, 상기 디코딩 장치에 관한 것이며, 또는 상기 인코딩 방법을 실행함으로써 생성되는 코딩된 비트스트림을 디코딩하는 장치로서, 상기 디코딩 장치는, 계수들과 모션 벡터들 양자를 상기 코딩된 비트스트림에서 디코딩하기 위한 디코딩 수단들과, 상기 디코딩된 계수들과 모션 벡터들에 기초하여 출력 비디오 시퀀스를 재구성하기 위한 반전 3D 웨이브릿 변환 수단들과, 이미 소비된 비트 예산의 양을 각각의 모션 벡터 디코딩 처리 이전에 정의하고, 상기 양에 기초하여, 모션 정보의 잔여 부분 및 관련된 공간 분해 레벨의 이어지는 잔여 부분의 스킵핑 동작에 의하여 상기 모션 정보 및 상기 관련된 공간 분해 레벨의 잔여 부분에 관련된 디코딩 동작을 정지할 것인지 또는 정지하지 않을 것인지를 결정하기 위한 리소스 제어 수단들을 포함하는, 상기 디코딩 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이러한 디코딩 장치들에 사용되는 컴퓨터 실행가능 처리 스텝들에 관한 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예로써 기술된다.
도 6에 도시된 솔루션은, 제1 비트플레인(타입 A의 2개의 플래그사이에 포함되고 소정의 품질에 대응하는 각각의 비트플레인은, 각각 소정의 프레임 레이트에 대응하는 모든 시간 레벨들에 관한 정보를 포함함)이 디코더 측에서 충분히 재구성되고, 다시 말하면, 디코딩 비트레이트(인코더측의 공지되지 않은 프리오리(priori))가 적어도 상기 비트플레인을 완전하게 재구성하기에 충분하며, 이것은 디코더가 도달할 수 있는 품질, 프레임 레이트 및 공간 해상도에 의하여 가장낮은 재구성 파라미터들(각각의 시간 레벨은 모든 공간 레벨들에 관한 정보를 포함하고, 각각의 공간 레벨은 소정의 공간 해상도에 대응함)에 대응한다. 그런, 스케일러빌리티가 충분히 이용되는 실제 어플리케이션에서, 디코딩 비트레이트는 소정의 일례에서 너무 낮아서(예를 들면, 네트워크 폭주로 인해) 소망의 디코딩 파라미터들(예를 들면, 사용자는 모든 파라미터의 재구성 및 전 공간 해상도를 필요로 한다)에 대응하는 상기 특정 비트플레인을 디코딩할 수 없다. 이러한 상황이 발생하는 경우, 재구성의 품질은, 비트플레인이 비디오의 개략 평균만을 포함하고, 반면에 몇몇 부가 비트플레인들이 비디오 상세들을 또한 얻기 위하여 그리고 시각적으로 용인 가능한 재구성 품질을 얻기 위해 디코딩되어야 하기 때문에 용인 불가능하게 된다.
이러한 특정 상황들 하에서, 본 발명에 따르면, 모션 벡터 디코딩을 손상시켜 텍스처 비트 디코딩에 촛점을 맞추는 것과, 디코딩 처리 실행동안에 계속해서 모션 벡터들을 디코딩할 수 있는지 또는 없는 지의 결정을 도입하는 것이 제안된다. 일정한 디코딩 비트레이트가 제공되는 경우, 이미 소비된 비트 예산 양은 각각의 모션 벡터 디코딩 처리(대략 MV1 또는 다른 MVi) 이전에 체크된다. 상기 양이 총 비트 예산의 일정 퍼센트(M%)를 초과할 경우, 모션 오버헤드는 너무 높아서 보다 더 상세한 비트플레인들의 디코딩을 허용할 수 없는 것으로 가정되고, 다음의 텍스처 계수들의 비트들을 절약하기 위하여 모션 정보의 나머지 부분들을 디코딩하지 않기로 결정된다. 이러한 기술적 솔루션을 구현할 수 있도록, 디코더는 다음 텍스처 부분으로 직접 점프하도록 모션 벡터들에 대응하는 비트스트림 부분들을 스킵할 수 있어야 한다. 예를 들면, 도 7에서, 전술된 주요 백분율은 MV2에서 모션 벡터들을 디코딩하는 동안에 도달될 수 있고, 알고리즘은 s=2의 개시에서 디코딩처리를 다시 동기화할 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 부가적인 특정 마커들-D 참조 부호가 붙여진 플래그들은 텍스처 비트들에의 액세스를 용이하고 직접적으로 할 수 있도록 모션 벡터 정보의 엔드에 부가된다.
따라서, 전술된 인코딩 방법은 도 8에 도시되 바와 같은 인코딩 장치에서 실행될 수 있으며, 이하의 주요 모듈들을 포함한다. 첫 번째로, 모션 추정 회로(81)는, 입력 비디오 시퀀스를 수신하고, 모션 벡터들의 추정을 실행한다(바람직하게는, 블록 매칭 알고리즘에 의하여). 그런 다음, 3D 웨이브릿 변환 회로(82)는 입력 비디오 시퀀스 및 추정된 모션 벡터들을 수신하고, 모션 보상 스텝, 시간 필터링 스텝 및 공간 분해 스텝을 실행한다. 변환 회로(82)에 의해 생성된 계수들 및 회로(81)의 출력에서 이용 가능한 모션 벡터들은 인코딩 수단들에 의해 최종 수신되고, 이 인코딩 수단은 예를 들어 인코딩 장치(83) 및 산술 인코딩 장치(84)를 일렬로 포함하며, 웨이브릿 변환으로부터 제기되는 계수들과 모션 추정으로부터 제기되는 벡터들 모두를 코딩하도록 제공되고, 상기 인코딩 수단들에서 이용 가능한 코딩된 비트스트림 CB는 전송되거나(디코더에 의한 수신에 비추어) 또는 저장된다(디코더에 의한 또는 서버에 의한 최후 수신에 비추어).
디코딩 측에서(또는 서버에서), 대응하는 디코딩 방법은 도 9에 도시되 바와 같은 디코딩 장치에서 실행되고, 이하의 주요 모듈들을 포함한다. 수신 코딩된 비트스트림은 디코딩 장치(91)에 의해 우선 처리되며, 이 디코딩 장치는 예를 들면, 산출 디코딩 스테이지 및 디코딩 스테이지를 직렬로 포함하고, 코딩된 계수들 및 코딩된 모션 벡터들을 포함하는 코딩된 비트스트림을 디코딩하도록 제공된다. 디코딩된 계수들 및 모션 벡터들은, 오리지널 시퀀스에 대응하는 출력 비디오 시퀀스를 재구성하는 반전 3D 웨이브릿 변환 회로(92)에 의해 수신된다. 디코딩 장치는 또한 체크 동작, 즉 각각의 모션 벡터 디코딩 처리이전에 이미 소비된 비트 예산의 양을 검증하고, 그 양에 기초하여 모션 정보에 관련된 디코딩 동작을 정지할 것인지 또는 정지하지 않을 것인지를 결정하고, 그 관련된 공간 분해 레벨의 잔여 텍스처 정보만을 디코딩해야 하는 동작을 행하는 리소스 제어기(93)를 포함하며, 따라서 용인 가능한 재구성 품질을 더욱 허용할 수 있다.
그러나, 제안되는 방법은 모션 벡터 디코딩 동작이 일정 공간-시간 레벨에서 정지되는 경우 코딩 동작과 디코딩 동작들간의 드리프트를 도입한다: 그 이상의 공간-시간 레벨들이 더욱 디코딩되는 경우, 어떠한 모션 보상도 재구성 하에 있는 것을 포함하는 이러한 나머지 해상도들에 대하여 정말로 실행되지 않게 된다. 이러한 단점을 제한하고, 상당 부분의 비트 예산이 디코딩에 이용 가능하기 때문에 제1 비트플레인에 대하여 이미 도달되는 점을 고려하기 위하여, 본 발명에 따르면 예를 들면, 시각적으로 용인 가능한 재구성 품질을 얻도록 어플리케이션에 관한 소정의 요구 조건들에 따른 프레임 레이트 또는 공간 해상도를 감소시킴으로써 디코딩 파라미터들 세트를 동적으로 감소시키는 것이 제안되고 있다. 모션 벡터 디코딩 동작이 정지되는 공간-시간 해상도는 이용 가능한 비트 예산에 의해 허용되는 최대 품질로 재구성되어야 하고, 보다 높은 해상도들이 포기될 수 있다. 따라서, 어쨌든 전술된 디코딩 상태들에 따른 불량 품질이 되는 그것들 모두의 재구성을 시도하지 않고, 현재 공간-시간 해상도에 대한 비트플레인의 철저한 이용을 본 명세서에서 강조하고 있다. 이것은 도 10에서 도시되며, 여기서 본 발명에 따르면 제2 공간 해상도로부터의 모션 벡터 디코딩 동작을 정지하는 것이 선택된다. 나머지 2개의 공간 레벨들은 또한 쿼터 공간 해상도에서 전 프레임 레이트의 디코딩에 대응하는 각각의 시간 해상도에 대하여 드롭핑되지만, 전 프레임 레이트에 대해서는 드롭핑되지 않는다.
본 발명의 양호한 실시예들의 전술된 기술은 도시 및 기술 목적으로 표현된다. 기술되는 명확한 형태에 대하여 본 발명을 소모하거나 또는 한정하도록 의도되지 않으며, 많은 수정들 및 변경들은 당업자에게 있어 명백하고 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된 것이고, 상기 교시들의 견지에서 가능하다.
예를 들면, 본 명세서에서 전술되는 장치들은, 하드웨어 또는 소프트웨어의 단일 아이템들이 몇 개의 기능을 실행하거나, 또는 하드웨어 및 소프트웨어, 즉 양자의 아이템들의 어셈블리가 단일 기능을 실행하는 것을 포함하지 않아도, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합에서 실행될 수 있음을 이해하게 된다. 이러한 장치들은 임의 타입의 컴퓨터 시스템- 또는 본 명세서에서 기술되는 방법들을 실행하도록 부합되는 다른 장치에 의해 실행될 수 있다. 소프트웨어와 하드웨어의 통상적인 결합은, 로딩되어 실행되는 경우 본 명세서에서 기술되는 방법들을 실행하도록 컴퓨터 시스템을 제어하는 컴퓨터 프로그램을 구비한 범용 컴퓨터 시스템일 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 본 발명의 기능적 태스크들을 실행하는 특수 하드웨어를 포함하는 특수 목적 컴퓨터가 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품에 내재될 수도 있으며, 이것은 본 명세서에서기술되는 방법들 및 기능들의 실행을 가능하게 하는 모든 특징들을 포함하고, 컴퓨터 시스템에 로딩되는 경우 상기 방법들 및 기능들을 실행할 수 있다. 본 문맥에서, 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 프로그램, 프로그램, 프로그램 제품, 또는 소프트웨어는, 정보 처리 능력을 가지는 시스템으로 하여금 이하 동작 중 하나 또는 양자 동작 직후에 또는 그 이후에 특정 기능을 실행하게끔 하도록 의도된 인스트럭션들 세트의 임의 언어, 코드 또는 표기법에서 임의 표현을 의미한다:(a) 또다른 언어, 코드 또는 표기법으로 변환; 및/또는 (b) 상이한 물질 형태의 재생.

Claims (7)

  1. 프레임들의 커플들로 세분화된 그들자신들을 프레임들의 그룹들(GOFs)로 분할된 비디오 시퀀스의 압축을 위한 인코딩 방법으로서, 상기 GOF들 각각은 각각의 분해 레벨에서, 프레임들의 각 커플의 2개 프레임들간의 모션 보상 스텝과, 시간 필터링 스텝과, 그에 따라 얻어지는 각각의 시간 서브밴드의 공간 분해 스텝을 연속적으로 포함하는 3차원(3D) 웨이브릿 변환에 의하여 분해되고, 상기 모션 보상은 가장높은 공간 해상도 레벨에서 실행되는 모션 추정에 대해 각각의 시간 분해 레벨에 기초하고, 그에 따라 얻어진 상기 모션 벡터들은 보다 낮은 공간 해상도들에 대해서도 상기 모션 벡터들을 얻도록 2제곱으로 분할되며, 상기 추정된 모션 벡터들은, 인코딩되고 이 주어진 공간 레벨에서 웨이브릿 계수들에 의해 형성되는 코딩된 텍스처 정보와 함께 그리고 그것의 바로 앞에 있는 코딩된 비트스트림에 놓인 임의의 공간 해상도 레벨을 재구성하게 하고, 상기 인코딩 동작은 가장낮은 공간 해상도에서 상기 추정된 모션 벡터들에 대하여 실행되며, 각각의 공간 해상도의 상기 모션 벡터들의 미세 비트들(refinement bits)만이 한 해상도 레벨에서 다른 해상도 레벨로 미세 비트플레인에 의해 코딩된 비트스트림 미세 비트플레인에 놓이고, 특정 마커들은 상기 비트플레인들, 상기 시간 분해 레벨들 및 상기 공간 분해 레벨들 각각의 엔드(end)를 나타내기 위해 상기 코딩된 비트스트림에 도입되는, 상기 인코딩 방법에 있어서,
    각각의 시간 분해 레벨에 대해, 부가적인 특정 마커들이 각각의 공간 분해레벨에서 상기 공간 분해 레벨에 관련된 상기 모션 벡터 정보의 엔드를 나타내기 위해 상기 코딩된 비트스트림에 도입되는 것을 특징으로 하는, 인코딩 방법.
  2. 프레임들의 커플들로 세분화된 그들자신들을 프레임들의 그룹들(GOFs)로 분할된 비디오 시퀀스를 인코딩하는 장치로서, 상기 GOF들 각각은 각각의 분해 레벨에서, 프레임들의 각 커플의 2개 프레임들간의 모션 보상 스텝과, 시간 필터링 스텝과, 그에 따라 얻어지는 각각의 시간 서브밴드의 공간 분해 스텝을 연속적으로 포함하는 3차원(3D) 웨이브릿 변환에 의하여 분해되고, 상기 모션 보상은 가장높은 공간 해상도 레벨에서 실행되는 모션 추정에 대해 각각의 시간 분해 레벨에 기초하고, 그에 따라 얻어진 상기 모션 벡터들은 보다 낮은 공간 해상도들에 대해서도 상기 모션 벡터들을 얻도록 2제곱으로 분할되며, 상기 추정된 모션 벡터들은, 인코딩되고 이 주어진 공간 레벨에서 웨이브릿 계수들에 의해 형성되는 코딩된 텍스처 정보와 함께 그리고 그것의 바로 앞에 있는 코딩된 비트스트림에 놓이는 임의의 공간 해상도 레벨을 재구성하게 하고, 상기 인코딩 동작은 가장낮은 공간 해상도에서 상기 추정된 모션 벡터들에 대하여 실행되며, 각각의 공간 해상도의 상기 모션 벡터들의 미세 비트들(refinement bits)만이 한 해상도 레벨에서 다른 해상도 레벨로 미세 비트플레인에 의해 코딩된 비트스트림 미세 비트플레인에 놓이고, 특정 마커들은 상기 비트플레인들, 상기 시간 분해 레벨들 및 상기 공간 분해 레벨들 각각의 엔드(end)를 나타내기 위해 상기 코딩된 비트스트림에 도입되고, 상기 인코딩 장치는, 프레임들의 모든 커플들에 관련된 상기 모션 벡터들을 상기 비디오 시퀀스로부터 결정하기 위한 모션 추정 수단들과, 상기 비디오 시퀀스 및 상기 모션 벡터들에 기초하여 각각의 GOF 내에서, 연속으로 모션 보상 스텝, 시간 필터링 스텝, 및 공간 분해 스텝을 실행하기 위한 3D 웨이브릿 변환 수단들과, 상기 변환 수단들로부터 제기된 계수들과 상기 모션 추정 수단들에 의해 전달된 모션 벡터들 양자를 코딩하기 위한 인코딩 수단들을 포함하는, 상기 인코딩 장치에 있어서,
    각각의 공간 분해 레벨에서 상기 공간 분해 레벨과 관련된 상기 모션 벡터 정보의 엔드를 나타내기 위한 부가적인 특정 마커들을 상기 코딩된 비트스트림에 도입하기 위한 수단들을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 인코딩 장치.
  3. 제2항에 따른 인코딩 장치에 의해 생성되는 코딩된 비트스트림으로 구성된 전송가능 비디오 신호로서, 상기 코딩된 비트스트림이, 각각의 공간 분해 레벨에서 상기 공간 분해 레벨에 관련된 모션 벡터 정보의 엔드를 나타내기 위한 부가적인 특정 마커들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전송가능 비디오 신호.
  4. 제1항에 따른 인코딩 방법을 실행함으로써 생성되는 코딩된 비트스트림을 디코딩하기 위한 장치로서, 계수들과 모션 벡터들 양자를 상기 코딩된 비트스트림에서 디코딩하기 위한 디코딩 수단들과, 상기 디코딩된 계수들과 모션 벡터들에 기초하여 출력 비디오 시퀀스를 재구성하기 위한 반전 3D 웨이브릿 변환 수단들과, 이미 소비된 비트 예산의 양을 각각의 모션 벡터 디코딩 처리 이전에 정의하고 상기 양에 기초하여 상기 모션 정보의 잔여 부분의 스킵핑 동작에 의하여 모션 정보에관련된 디코딩 동작을 정지할 것인지 또는 정지하지 않을 것인지를 결정하기 위한 리소스 제어 수단들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디코딩 장치.
  5. 제1항에 따른 인코딩 방법을 실행함으로써 생성되는 코딩된 비트스트림을 디코딩하기 위한 장치에 사용하기 위한 컴퓨터 실행 가능 처리 스텝들로서, 계수들과 모션 벡터들 양자를 상기 코딩된 비트스트림에서 디코딩하기 위한 디코딩 스텝과, 상기 디코딩된 계수들과 모션 벡터들에 기초하여 출력 비디오 시퀀스를 재구성하기 위한 반전 3D 웨이브릿 변환 스텝들과, 이미 소비된 비트 예산의 양을 각각의 모션 벡터 디코딩 처리 이전에 정의하고, 상기 양에 기초하여, 모션 정보의 잔여 부분의 스킵핑 동작에 의하여 상기 모션 정보에 관련된 디코딩 동작을 정지할 것인지 또는 정지하지 않을 것인지를 결정하기 위한 리소스 제어 수단들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 실행가능 처리 스텝들.
  6. 제1항에 따른 인코딩 방법을 실행함으로써 생성되는 코딩된 비트스트림을 디코딩하기 위한 장치로서, 계수들과 모션 벡터들 양자를 상기 코딩된 비트스트림에서 디코딩하기 위한 디코딩 수단들과, 상기 디코딩된 계수들과 모션 벡터들에 기초하여 출력 비디오 시퀀스를 재구성하기 위한 반전 3D 웨이브릿 변환 수단들과, 이미 소비된 비트 예산의 양을 각각의 모션 벡터 디코딩 처리 이전에 정의하고, 상기 양에 기초하여, 모션 정보의 잔여 부분 및 관련된 공간 분해 레벨의 이어지는 잔여 부분의 스킵핑 동작에 의하여 상기 모션 정보 및 상기 관련된 공간 분해 레벨의 잔여 부분에 관련된 디코딩 동작을 정지할 것인지 또는 정지하지 않을 것인지를 결정하기 위한 리소스 제어 수단들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디코딩 장치.
  7. 제1항에 따른 인코딩 방법을 실행함으로써 생성되는 코딩된 비트스트림을 디코딩하기 위한 장치에 사용하기 위한 컴퓨터 실행 가능 처리 스텝들로서, 계수들 및 모션 벡터들 양자를 상기 코딩된 비트스트림에서 디코딩하기 위한 디코딩 스텝과, 상기 디코딩된 계수들 및 모션 벡터들에 기초하여 출력 비디오 시퀀스를 재구성하기 위한 반전 3D 웨이브릿 변화 스텝과, 이미 소비된 비트 예산의 양을 각각의 모션 벡터 디코딩 처리 이전에 정의하고, 모션 정보의 잔여 부분 및 관련 공간 분해 레벨의 이어지는 잔여 부분의 스킵핑 동작에 의하여 상기 모션 정보와 상기 관련 공간 분해 레벨의 잔여 부분에 관련된 디코딩 동작을 정지할 것인지 또는 정지하지 않을 것인지를 결정하기 위한 리소스 제어 스텝를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 실행가능 처리 스텝들.
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