KR20060109249A - 영상신호의 엔코딩/디코딩시에 베이스 레이어 픽처의모션벡터를 사용하여 영상블록을 위한 모션벡터를 예측하는방법 및 장치 - Google Patents

영상신호의 엔코딩/디코딩시에 베이스 레이어 픽처의모션벡터를 사용하여 영상블록을 위한 모션벡터를 예측하는방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 영상신호의 스케일러블(scalable) 엔코딩 및 디코딩시에 임의 영상 블록에 대한 모션벡터를 예측(prediction)하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명은, 입력 영상신호를 스케일러블한 제 1방식으로 엔코딩하여 인핸스드 레이어의 비트 스트림을 출력함과 동시에 상기 영상신호를 지정된 제 2방식으로 엔코딩하여 베이스 레이어의 비트 스트림을 출력하되, 상기 제 1방식으로 엔코딩할 때, 상기 영상신호의 제 1픽처내의 영상 블록의 예측 모션벡터를, 상기 베이스 레이어의 비트 스트림에서 추출된 엔코딩정보에 포함되어 있는, 상기 제 1픽처와 동시간의 제 2픽처에 포함되는 블록의 모션벡터를 포함하는 모션벡터 그룹에 기반하여 구한다.
스케일러블, 베이스레이어, 모션벡터, 예측

Description

영상신호의 엔코딩/디코딩시에 베이스 레이어 픽처의 모션벡터를 사용하여 영상블록을 위한 모션벡터를 예측하는 방법 및 장치 {Method and apparatus for predicting motion vector of a macro block using motion vectors of a picture of base layer when encoding/decoding video signal}
도 1은 종래의 임의의 한 매크로 블록에 대한 모션벡터 예측 방법을 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 영상신호 코딩방법이 적용되는 영상신호 엔코딩 장치의 구성블록을 도시한 것이고,
도 3은 도 2의 인핸스드 레이어 엔코더내의 영상 추정/예측과 갱신동작을 수행하는 필터의 구성 일부를 도시한 것이고,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 임의의 한 매크로 블록에 대한 모션벡터 예측에 있어서, 베이스 레이어의 블록의 모션벡터를 이용하는 방법을 보여주는 것이고,
도 5는 도 2의 장치에 의해 엔코딩된 데이터 스트림을 디코딩하는 장치의 블록도이고,
도 6은 도 5의 인핸스드 레이어 디코더내의 역예측 그리고 역갱신 동작을 수 행하는 구성를 도시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: MCTF 엔코더 102: 추정/예측기
103: 갱신기 105, 240: 베이스 레이어 디코더
110: 텍스처 엔코더 120: 모션 코딩부
130: 먹서 150: 베이스레이어 엔코더
200: 디먹서 210: 텍스처 디코더
220: 모션 디코딩부 230: MCTF 디코더
231: 역갱신기 232: 역 예측기
234: 배열기 235: 모션벡터 디코더
본 발명은, 영상신호의 스케일러블(scalable) 엔코딩 및 디코딩시에 임의 영상 블록에 대한 모션벡터를 예측하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
스케일러블 영상 코덱(SVC:Scalable Video Codec) 방식은 영상신호를 엔코딩함에 있어, 최고 화질로 엔코딩하되, 그 결과로 생성된 픽처 시퀀스의 부분 시퀀스 ( 시퀀스 전체에서 간헐적으로 선택된 프레임의 시퀀스 )를 디코딩해 사용해도 저화질의 영상 표현이 가능하도록 하는 방식이다. MCTF (Motion Compensated Temporal Filter) 방식이 상기와 같은 스케일러블 영상코덱에 사용하기 위해 제안된 엔코딩 방식 중 하나이다.
상기 스케일러블 영상코덱에서는, 영상 프레임내의 매크로 블록을, 시간상의 전 및/또는 후의 인접 프레임내의 기준(reference) 블록을 기준으로 하여 레지듀얼(residual) 데이터로 코딩하거나 동일 프레임내의 인접 화소값을 기준으로하여 레지듀얼 데이터로 코딩한다. 전자방식으로 코딩된 블록을 '인터(inter) 모드'라 하고, 후자방식으로 코딩된 블록을 내부모드( 또는 '인트라(intra) 모드' )라고 한다.
인터 모드 블록의 기준 블록을 찾을 때는, 도 1의 예시적 블록 배치에 있어 현재 블록을 X라고 할 때, 현재 블록(X)보다 코딩순서가 앞서는 인접된 블록들, 예를 들어 블록 A, B 그리고 C의 모션벡터들(vt_A,vt_B,vt_C)로부터 예측한 모션벡터(pred_X)를 얻고, 그 예측 모션벡터(pred_X)를 중심으로 현재 블록(X)과 이미지 차가 가장 적은 블록, 즉 기준블록을 찾는다. 상기 예측 모션벡터(pred_X)는 통상 인접된 블록들의 모션벡터들의 중앙값(median)으로 결정된다.
그리고, 예측 모션벡터(pred_X)와 찾아진 기준블록에 대한 실제 모션벡터와의 차벡터가 현재 블록(X)에 대한 모션벡터 정보로서 코딩됨으로써 모션벡터에 대한 코딩량을 줄이게 된다.
한편, 앞서 언급한 바와 같이 스케일러블 방식인 MCTF로 엔코딩된 픽처 시퀀 스는 그 부분 시퀀스만을 수신하여 처리함으로써도 저화질의 영상 표현이 가능하지만, 비트레이트(bitrate)가 낮아지는 경우 화질저하가 크게 나타난다. 이를 해소하기 위해서 낮은 전송률을 위한 별도의 보조 픽처 시퀀스, 예를 들어 소화면 또는 초당 프레임수 등이 낮은 픽처 시퀀스를 제공할 수도 있다. 보조 시퀀스를 베이스 레이어(base layer)로, 주 픽처 시퀀스를 인핸스드(enhanced)( 또는 인핸스먼트(enhancement) ) 레이어라고 부른다. 그런데, 베이스 레이어와 인핸스드 레이어는 동일한 영상신호원을 엔코딩하는 것이므로 양 레이어의 영상신호에는 잉여정보( 리던던시(redundancy) )가 존재하며, 이로 인해 코딩정보도 서로 유사할 가능성이 높으나, 이러한 유사성을 제거함으로써 코딩효율을 개선하는 방안이 스케일러블 코딩의 경우에 정의되어 있지 않다.
따라서, 본 발명은, 인핸스드 레이어의 매크로 블록의 코딩시에, 베이스 레이어의 모션벡터를 이용하여 모션벡터를 예측함으로써 매크로 블록의 코딩정보의 양과 코딩 시간을 단축시키는 엔코딩 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 베이스 레이어의 모션벡터를 이용하여 엔코딩된 블록을 갖는 데이터 스트림을 디코딩하는 방법 및 장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 입력 영상신호를 스케일러블한 제 1방식으로 엔코딩하여 제 1레이어의 비트 스트림을 출력함과 동시에 상기 영상신호를 지정된 제 2방식으로 엔코딩하여 제 2레이어의 비트 스트림을 출력하되, 상기 제 1방식으로 엔코딩할 때, 상기 영상신호의 제 1픽처내의 영상 블록의 예측 모션벡터를, 상기 제 2레이어의 비트 스트림에서 추출된 엔코딩정보에 포함되어 있는, 상기 제 1픽처와 동시간의 제 2픽처내 블록의 모션벡터를 포함하는 모션벡터 그룹에 기반하여 구하는 것에 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 모션벡터 그룹이 상기 영상 블록에 인접된 블록의 모션벡터와 상기 영상 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터를 포함한다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 모션벡터 그룹이 상기 영상 블록에 인접된 블록의 모션벡터와, 상기 영상 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터와, 상기 영상 블록에 인접된 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터를 포함한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 중앙값(median)을 취하여 예측 모션벡터를 구한다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 평균값(median)을 취하여 예측 모션벡터를 구한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 모션벡터 그룹은, 상기 제 2픽처내의 블록의 모션벡터에 대해서는, 상기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임 대비 상기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임의 크기( 해상도 ) 비로 스케일링한 벡터를 포 함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 영상신호의 스케일러블(scalable) 코딩방법이 적용되는 영상신호 엔코딩 장치의 구성블록을 도시한 것이다. 도 2의 장치는 입력 영상신호를 2개의 레이어로 코딩하는 것이나 후술하는 본 발명의 원리는 3개 또는 그 이상의 레이어로 코딩하는 경우에도 각 레이어간에는 물론 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 이하에서 예로서 설명하고 있는 MCTF 방식에 한정되는 것은 아니며, 영상신호를 스케일러블하게 코딩하는 방법이라면 어떠한 것에도 적용가능하다.
도 2의 영상신호 엔코딩 장치는, 본 발명이 적용되는, 입력 영상신호를, 예를 들어 MCTF 방식에 의해 각 매크로 블록(macro block) 단위로 엔코딩하고 적절한 관리정보를 생성하는 MCTF 엔코더(100), 상기 엔코딩된 각 매크로 블록의 정보를 압축된 비트열로 변환하는 텍스처(Texture) 코딩부(110), 상기 MCTF 엔코더(100)에 의해 얻어지는 영상블럭들의 모션 벡터들(motion vectors)을 지정된 방식에 의해 압축된 비트열로 코딩하는 모션 코딩부(120), 입력 영상신호를 지정된 방식, 예를 들어 MPEG 1, 2, 또는4, 또는 H.261, H.263 또는 H.264 등의 방식으로 엔코딩하여 소화면, 예를 들어 원래 크기의 25%크기( 해상도 1/2 )인 픽처들의 시퀀스를 생성하는 베이스레이어 엔코더(150), 상기 텍스처 코딩부(110)의 출력 데이터와 상기 베이스레이어 엔코더(150)의 출력 시퀀스와 상기 모션 코딩부(120)의 출력 벡터 데 이터를 기 지정된 포맷으로 인캡슐(encapsulate)한 다음 기 지정된 전송포맷으로 상호 먹싱하여 출력하는 먹서(130)를 포함하여 구성된다. 상기 베이스레이어 엔코더(150)는 입력영상신호를 인핸스드 레이어의 픽처보다 작은 소화면의 시퀀스로 엔코딩출력함으로써 낮은 비트 레이트의 데이터 스트림을 제공할 수도 있지만, 인핸스드 레이어의 픽처와 동일 크기의 픽처로 엔코딩하되 인핸스드 레이어의 프레임율보다 낮은 프레임율로 엔코딩함으로써 낮은 비트 레이트의 데이터 스트림을 제공할 수도 있다. 이하 설명되는 본 발명의 실시예에서는 베이스 레이어가 소화면 시퀀스로 엔코딩된다.
상기 MCTF 엔코더(100)는, 임의 영상 프레임내의 매크로 블록에 대하여 모션 추정(motion estimation)과 예측(prediction) 동작을 수행하며, 또한 인접 프레임내의 매크로 블록과의 이미지 차에 대해서 그 매크로 블록에 더하는 갱신(update) 동작을 수행한다.
상기 MCTF 엔코더(100)는, 입력 영상 프레임 시퀀스를 기수 및 우수 프레임으로 분리한 후 추정/예측과 갱신동작을 수차, 예를 들어 하나의 GOP( Group of Pictures )에 L프레임( 갱신동작에 의한 결과 프레임 )의 수가 1개가 될 때까지 수행하는 데, 도 3의 구성은, 그 중 한 단계( 'MCTF 레벨'이라고도 한다 )의 추정/예측 및 갱신동작에 관련된 구성을 도시한 것이다.
도 3의 구성은, 상기 베이스레이어 엔코더(150)의 엔코딩된 스트림에서 모션추정된 각 매크로 블록의 모션벡터를 추출하고 또한 소화면 시퀀스의 픽처를 원래의 영상크기로 복원하기 위한 업샘플링 비율로, 각 모션추정된 매크로 블록의 모션 벡터를 스케일링하는 기능을 포함하는 베이스 레이어(BL) 디코더(105), 전 또는 후로 인접된 프레임에서, 레지듀얼(residual) 데이터로 코딩할 프레임내의 각 매크로 블록에 대해 베이스 레이어의 모션벡터를 추가로 이용하여 예측 모션벡터를 구하여 그 예측 모션벡터를 중심으로 현재 매크로 블록의 기준블록을 찾아서 현재 매크로블럭과의 이미지 차( 각 대응화소의 차값 )를 코딩하거나, 인접 화소값 또는 고정된 값들을 기준 화소값으로 사용하여 레지듀얼 데이터로 코딩하는 추정/예측기(102), 상기 추정/예측기(102)에 의해 기준 블록이 찾아진 매크로 블록에 대해서는 적당한 상수, 예를 들어 1/2 또는 1/4을 이미지 차에 곱한 후 해당 기준 블록에 더하는 갱신(update) 동작을 수행하는 갱신기(103)를 포함하고 있다. 상기 갱신기(103)가 수행하는 동작을 'U' 동작(opeation)이라 하고 'U'동작에 의해 생성된 프레임을 'L' 프레임이라 한다. 여기서, 상기 모션 벡터 스케일링 기능은, 상기 베이스 레이어 디코더(105) 외부에 별도의 장치로 마련될 수도 있다.
도 3의 추정/예측기(102)와 갱신기(103)는 영상 프레임이 아니고 하나의 프레임이 분할된 복수 개의 슬라이스(slice)에 대해 병렬적으로 동시에 수행할 수도 있으며, 상기 추정/예측기(102)에 의해 만들어지는 이미지 차를 갖는 프레임( 또는 슬라이스 )을 'H' 프레임(슬라이스)이라 한다. 'H' 프레임(슬라이스)에 있는 차값의 데이터는 영상신호의 고주파 성분을 반영한다. 이하의 실시예에서 사용되는 '픽처'라는 용어는 그 적용이 기술적으로 문제가 되지 않는 범위내에서 프레임 또는 슬라이스를 지칭하는 것으로 사용된다.
상기 추정/예측기(102)는 입력되는 영상 프레임들( 또는 전단계에서 얻어진 L프레임들 )의 각각에 대해서, 기 정해진 크기의 매크로블록(macro-block)으로 분할한 다음, 각 분할된 매크로 블록에 대해 예측 모션벡터를 구하고 그 예측 모션벡터를 중심으로 해당 매크로 블록의 이미지와 가장 높은 상관성(correlation)을 갖는 블록을 시간적으로(temporally) 인접된 전/후 프레임에서 찾아서 이에 근거하여 해당 블록을 레지듀얼 데이터로 코딩하고, 만약, 적정한 문턱값이상의 상관성을 갖는 블록을 찾지 못하면 해당 매크로 블록에 대해 인접 화소값을 이용하여 인트라 모드로 코딩한다. 이와 같은 동작을 'P' 동작(opeation)이라 하며, 이 'P'동작에 의해 생성되는 프레임이 곧 'H'프레임이다. 이 과정은 기 공지된 기술로서 이에 대한 자세한 설명은 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 생략하고, 본 발명에 따라, 임의 매크로 블록에 대한 예측 모션벡터를, 상기 BL 디코더(105)로부터 제공되는 동시간의 베이스 레이어 픽처의 모션벡터들을 이용하여 구하는 과정을 도 4에 예시된 양 레이어의 블록간 관계도를 참조하여 상세히 설명한다.
상기 추정/예측기(102)는, 레지듀얼 데이터로 코딩할 임의의 한 매크로 블록에 대한 모션 추정을 위해서, 상기 BL 디코더(105)로부터 제공되는 엔코딩 정보로부터 동시간의 픽처내의 각 매크로 블록의 모션벡터를 추출한다. 만약, 동시간의 픽처가 없거나 또는 동시간의 픽처가 H 픽처가 아니면 종래와 같은 방법으로 현재 매크로 블록에 대한 모션벡터를 예측한다. 동시간의 픽처이면서 그 픽처가 H픽처이면, 상기 추정/예측기(102)는 현재 매크로 블록(X)에 대응하는 베이스 레이어의 블록(x), 그리고 현재 매크로 블록(X)의 인접 블록들에 대한 베이스 레이어의 대응블록들에 대한 모션벡터를 상기 엔코딩 정보로부터 추출하여, 현재 매크로 블록(X)보 다 앞서 코딩된 인접 블록들(A,B,C,D)의 모션벡터를 이용하여 현재 매크로 블록(X)의 모션벡터를 예측한다.
여기서 대응블록이란, 인핸스드 레이어와 베이스 레이어의 화면크기가 동일한 경우에는, 인핸스드 레이어의 현재의 매크로 블록과 프레임상에서의 상대적 위치가 동일한 블록을, 인핸스드 레이어가 베이스 레이어의 화면크기보다 큰 경우에는, 베이스 레이어의 프레임을 인핸스드 레이어의 프레임크기로 확대(scaling)했을 때 인핸스드 레이어의 현재 매크로 블록을 커버하는 이미지 영역을 갖는 블록을 의미한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 현재 매크로 블록(X)에 대한 모션벡터를, 현재 매크로 블록(X)보다 코딩순서가 앞서는 면 또는 꼭지점이 접하는 4개의 인접블록(A,B,C,D)의 모션벡터들(vt_A,vt_B,vt_C,vt_D)과, 현재 매크로 블록(X)에 대한 대응블록(x)의 스케일된 모션벡터(vt_x')와, 현재 매크로 블록(X)보다 코딩순서가 뒤지는 면 또는 꼭지점이 접하는 4개의 인접블록(E,F,G,H)에 대응하는 블록(e,f,g,h)의 스케일된 모션벡터들(vt_e',vt_f',vt_g',vt_h')의 중앙값(median)으로 예측한다.
즉, 예측 모션벡터{pred_X(p,q)}를 다음식에 의해 구한다.
pred_X(p,q)=[median{vt_A(p),vt_B(p),vt_C(p),vt_D(p),vt_x'(p),vt_e'(p),vt_f'(p),vt_g'(p),vt_h'(p)},median{vt_A(q),vt_B(q),vt_C(q),vt_D(q),vt_x'(q), vt_e'(q),vt_f'(q),vt_g'(q),vt_h'(q)}]
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 중앙값(median)대신 평균값(average) 으로 예측 모션벡터를 구한다.
본 발명에 따른 또 다른 일 실시예에서는, 베이스 레이어의 모션벡터는 현재 매크로 블록에 대응되는 블록의 모션벡터만이 사용된다.
상기의 실시예들은, 현재 매크로 블록의 모션벡터 예측을 위해, 동시간의 베이스 레이어의 블록 또는 블록들의 모션벡터 정보를 이용하는 방법을 예시한 것일 뿐이며, 인핸스드 레이어의 매크로 블록의 모션벡터 예측을 위해, 상기의 실시예에서 제시되지 않은 다른 조건 및/또는 조합에 의해 인접 블록 및 동시간의 베이스 레이어 블록을 선택하여 그 모션벡터들을 이용할 수도 있다.
전술한 바와 같이 현재 매크로 블록에 대해 모션벡터가 예측되면, 그 예측 모션벡터(pred_X)를 중심으로 하여, 시간상으로 인접된 전 및/또는 후의 픽처에서 현재 매크로 블록(X)과 가장 높은 상관성(correlation)을 갖는 기준블록을 찾고 그 기준블록과의 이미지차를 현재 매크로 블록(X)에 코딩한다. 그리고, 그 기준 블록으로의 실제 모션벡터(re_X)와 상기 예측된 모션벡터(pred_X)의 차(re_X-pred_X)를 현재 매크로 블록에 대한 모션벡터 정보로서 헤더 영역에 기록한다.
상기와 같은, 베이스 레이어의 모션벡터 정보를 이용한 모션벡터 예측과 그에 따른 코딩방법은, 현재 픽처내의 다른 블록들에 대해서도 동일하게 행해진다.
전술한 바와 같이, 모션벡터를 예측함에 있어 베이스 레이어의 대응 픽처내의 블록들의 모션벡터를 포함시켜 예측함으로써, 현재 코딩할 블록과 가장 높은 상관성을 갖는 기준블록으로의 모션벡터에 보다 더 근접된 모션벡터가 예측될 확률이 높아지고, 따라서, 확률적으로 기준블록을 찾는 시간이 단축될 수가 있다. 또한, 예측된 모션벡터가 실제 모션벡터에 확률적으로 더 근접함으로써 그 차벡터의 크기는 작아지므로, 모션벡터 정보의 코딩량도 확률적으로 종래에 비해 감소된다.
지금까지 설명한 방법에 의해 엔코딩된 L 및 H프레임의 시퀀스로 이루어진 데이터 스트림은 유선 또는 무선으로 디코딩 장치에 전부 또는 일부( 채널 용량에 따라 ) 전송되거나 기록매체를 매개로 하여 전달되며, 디코딩 장치는 이후 설명하는 방법에 따라 원래의 인핸스드 레이어 및/또는 베이스 레이어의 영상신호를 복원하게 된다.
도 5는 도 2의 장치에 의해 엔코딩된 데이터 스트림을 디코딩하는 장치의 블록도이다. 도 5의 디코딩 장치는, 수신되는 데이터 스트림에서 압축된 모션 벡터 스트림과 압축된 매크로 블록 정보 스트림을 분리하는 디먹서(200), 압축된 매크로 블록 정보 스트림을 원래의 비압축 상태로 복원하는 텍스처 디코딩부(210), 압축된 모션 벡터 스트림을 원래의 비압축 상태로 복원하는 모션 디코딩부(220), 압축해제된 매크로 블록 정보 스트림과 모션 벡터 스트림을 MCTF 방식에 따라 원래의 영상신호로 역변환하는, 인핸스드 레이어 디코더인 MCTF 디코더(230), 상기 베이스 레이어 스트림을 정해진 방식, 예를 들어 MPEG4 또는 H.264 등의 방식에 의해 디코딩하는 베이스 레이어 디코더(240)를 포함하여 구성된다. 상기 BL 디코더(240)는, 입력되는 베이스 레이어 스트림을 디코딩함과 동시에, 스트림내의 헤더정보를 상기 MCTF 디코더(230)에 제공하여 필요한 베이스 레이어의 엔코딩 정보, 예를 들어 모션벡터 등을 이용할 수 있게 한다. 상기 MCTF 디코더(230)는, 베이스 레이어의 픽처 크기와 인핸스드 레이어의 픽처 크기가 상이하면 그 크기비율에 따라 상기 BL 디코더(240)로부터 제공되는 모션벡터를 스케일링한다.
상기 MCTF 디코더(230)는, 입력되는 스트림으로부터 원래의 프레임 시퀀스을 복원하기 위한 도 6의 구성을 포함한다.
도 6의 MCTF 디코더(230)는, MCTF 레벨 N의 H와 L프레임 시퀀스를 레벨 N-1의 L 프레임 시퀀스로 복원하는 구성이다. 도 6에는, 입력되는 H 프레임의 각 화소의 차값을 입력되는 L프레임에서 감하는 역갱신기(231), H프레임의 이미지 차가 감해진 L프레임과 그 H프레임을 사용하여 원래의 이미지를 갖는 L프레임을 복원하는 역 예측기(232), 입력되는 모션 벡터 스트림을 디코딩하여 H프레임내의 각 매크로 블록의 모션벡터 정보를 각 단(stage)의 역 예측기(232 등)에 제공하는 모션 벡터 디코더(235), 그리고 상기 역 예측기(232)에 의해 완성된 L프레임을 상기 역갱신기(231)의 출력 L프레임 사이에 간삽시켜 정상 순서의 L프레임 시퀀스로 만드는 배열기(234)를 포함한다.
상기 배열기(234)에 의해 출력되는 L 프레임은 레벨 N-1의 L프레임 시퀀스(601)가 되고 이는 입력되는 N-1레벨의 H프레임 시퀀스(602)와 함께 다음 단의 역갱신기와 역 예측기에 의해 L프레임 시퀀스로 다시 복원되며, 이 과정이 엔코딩시의 MCTF 레벨만큼 수행됨으로써 원래의 영상 프레임 시퀀스로 복원된다.
레벨 N에서의 H프레임의 L프레임으로의 복원과정을 본 발명과 관련하여 보다 상세히 설명하면, 먼저, 상기 역갱신기(231)는, 임의의 L프레임에 대해, 그 프레임내에 블록을 기준블록으로 하여 이미지 차를 구한 모든 H프레임내의 매크로 블록의 에러값을 상기 L프레임의 해당 블록에서 감하는 동작을 수행한다.
그리고, 상기 역 예측기(232)는, 상기 BL 디코더(240)로부터 제공되는 베이스 레이어의 엔코딩정보로부터, 현재 H 픽처에 대응되는 베이스 레이어의 픽처가 없거나 대응되는 픽처가 모션벡터를 갖지 않는 경우에는, 기 공지된 종래의 방법에 따라 현재 H픽처를 디코딩한다.
상기 역 예측기(232)는 상기 엔코딩정보로부터 대응되는 픽처가 있고 그 픽처가 모션벡터를 갖는 경우( 즉, H 프레임으로 코딩되었던 픽처인 경우 )에는, 엔코더측에서 예측 모션벡터를 구하는, 서로 약속된 방식에 따라 그 픽처내의 매크로 블록에 대한 모션벡터를 예측한다.
예를 들어, 도 4에서와 같이 현재 매크로 블록(X)에 대해, 디코딩순서가 앞서는 면 또는 꼭지점이 접하는 4개의 인접블록(A,B,C,D)의 모션벡터들(vt_A,vt_B,vt_C,vt_D)과, 현재 매크로 블록(X)에 대한 대응블록(x)의 스케일된 모션벡터(vt_x')와, 현재 매크로 블록(X)보다 코딩순서가 뒤지는 면 또는 꼭지점이 접하는 4개의 인접블록(E,F,G,H)에 대응하는 블록(e,f,g,h)의 스케일된 모션벡터들(vt_e',vt_f',vt_g',vt_h')의 중앙값(median)으로 예측한다.
만약, 엔코더가 이와는 다른 조건과 방식으로 모션벡터를 예측하였다면 역시 그에 따라 모션벡터를 예측한다.
이와 같이 예측 모션벡터를 구한 다음, 그 예측 모션벡터를 상기 모션벡터 디코더(235)로부터 제공되는 해당 매크로 블록의 모션벡터 정보와 더함으로써 실제 모션벡터를 구한다.
이와 같이 구해진 실제 모션벡터를 참조하여 그 매크로 블록의, L프레임에 있는 기준블록을 파악한 다음 해당 매크로 블록내의 각 화소의 차값에 기준블록의 화소값을 더함으로써 원래 이미지를 복원한다. 현재 H프레임에 대한 모든 매크로 블록에 대해 상기와 같은 동작이 수행되어 L프레임으로 복원되면 이 L프레임들은 상기 갱신기(231)에 의해 갱신된 L프레임들과 상기 배열기(234)를 통해 교번적으로 배치되어 다음 단으로 출력된다.
전술한 방법에 따라, 스케일러블 방식, 예를 들어 MCTF방식으로 엔코딩된 데이터 스트림이 완전한 영상의 프레임 시퀀스로 복구된다.
전술한 디코딩 장치는, 이동통신 단말기 등에 실장되거나 또는 기록매체를 재생하는 장치에 실장될 수 있다.
본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
상술한 바와 같이, 스케일러블 엔코딩에 있어서, 저성능 디코더를 위해 제공되는 베이스 레이어의 엔코딩 정보를 이용하여 인핸스드 레이어의 블록에 대한 모 션벡터를 예측함으로써 엔코딩 속도를 향상시키고 또한 디코더로 전송하는 정보량도 확률적으로 줄일 수가 있다.

Claims (21)

  1. 입력 영상신호를 엔코딩하는 장치에 있어서,
    상기 영상신호를 스케일러블한 제 1방식으로 엔코딩하여 제 1레이어의 비트 스트림을 출력하는 제 1엔코더와,
    상기 영상신호를 지정된 제 2방식으로 엔코딩하여 제 2레이어의 비트 스트림을 출력하는 제 2엔코더를 포함하여 구성되되,
    상기 제 1엔코더는,
    상기 영상신호의 제 1픽처내의 영상 블록의 예측 모션벡터를, 상기 제 2레이어의 비트 스트림에서 추출된 엔코딩정보에 포함되어 있는, 상기 제 1픽처와 동시간의 제 2픽처내의 블록의 모션벡터를 포함하는 모션벡터 그룹에 기반하여 구하는 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹에는, 상기 영상 블록에 인접된 블록의 모션벡터와 상기 영상 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터가 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹에는, 상기 영상 블록에 인접된 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수단은 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 중앙값을 취하여 예측 모션벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수단은 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 평균값을 취하여 예측 모션벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1엔코더는, 상기 구해진 예측 모션벡터를 기준으로 하여 상기 영상블록에 대한 기준블록을 찾고, 그 찾아진 기준블록에 근거하여 상기 영상블록을 레지듀얼 데이터로 코딩하며, 상기 기준블록으로의 모션벡터와 상기 예측 모션벡터와의 차벡터를 상기 영상블록의 모션벡터 정보로서 코딩하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹은, 상기 제 2픽처내의 블록의 모션벡터에 대해서는, 상 기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임 대비 상기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임의 해상도 비로 스케일링한 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 엔코딩된 픽처 시퀀스를 포함하는 제 1레이어의 비트 스트림을 수신하여 영상신호로 디코딩하는 장치에 있어서,
    상기 제 1레이어의 비트 스트림을 스케일러블한 방식으로 디코딩하여 원래의 이미지를 갖는 영상 픽처들로 복원 출력하는 제 1디코더와,
    제 2레이어의 비트 스트림을 수신하여 그 비트 스트림에서 엔코딩 정보를 추출하여 상기 제 1디코더에 제공하는 제 2디코더를 포함하여 구성되되,
    상기 제 1디코더는,
    상기 제 1레이어의 비트 스트림내의 제 1픽처에 포함되어 있는 대상 블록의 예측 모션벡터를, 상기 엔코딩 정보에 포함되어 있는, 상기 제 1픽처와 동시간의 제 2픽처내의 블록의 모션벡터를 포함하는 모션벡터 그룹에 기반하여 구하는 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹에는, 상기 대상 블록에 인접된 블록의 모션벡터와 상기 대상 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터가 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹에는, 상기 대상 블록에 인접된 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 수단은 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 중앙값을 취하여 예측 모션벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 수단은 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 평균값을 취하여 예측 모션벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1디코더는, 상기 구해진 예측 모션벡터와 상기 대상 블록에 대해 수신된 모션벡터 정보를 이용하여 상기 대상 블록의 실제 모션벡터를 구하여 그 실제 모션벡터로부터 상기 대상블록에 대한 기준블록을 찾고, 그 찾아진 기준블록에 근거하여 상기 대상블록의 레지듀얼 데이터를 원래의 이미지 데이터로 복원하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹은, 상기 제 2픽처내의 블록의 모션벡터에 대해서는, 상기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임 대비 상기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임의 해상도 비로 스케일링한 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 엔코딩된 픽처 시퀀스를 포함하는 제 1레이어의 비트 스트림을 수신하여 영상신호로 디코딩하는 방법에 있어서,
    제 2레이어의 입력 비트 스트림에서 추출되어 제공되는 엔코딩 정보를 이용하여 상기 제 1레이어의 비트 스트림을 스케일러블한 방식으로 디코딩함으로써 원래의 이미지를 갖는 영상 프레임들로 복원 출력하는 단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 복원 출력단계는,
    상기 제 1레이어의 비트 스트림내의 제 1픽처에 포함되어 있는 대상 블록의 예측 모션벡터를, 상기 엔코딩 정보에 포함되어 있는, 상기 제 1픽처와 동시간의 제 2픽처내의 블록의 모션벡터를 포함하는 모션벡터 그룹에 기반하여 구하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹에는, 상기 대상 블록에 인접된 블록의 모션벡터와 상기 대상 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹에는, 상기 대상 블록에 인접된 블록에 대응되는 상기 제 2레이어의 비트 스트림내의 블록의 모션벡터가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 과정은 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 중앙값을 취하여 예측 모션벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 과정은 상기 모션벡터 그룹에 포함된 모션벡터들의 평균값을 취하여 예측 모션벡터를 구하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 복원 출력단계는, 상기 구해진 예측 모션벡터와 상기 대상 블록에 대해 수신된 모션벡터 정보를 이용하여 상기 대상 블록의 실제 모션벡터를 구하여 그 실제 모션벡터로부터 상기 대상블록에 대한 기준블록을 찾고, 그 찾아진 기준블록에 근거하여 상기 대상블록의 레지듀얼 데이터를 원래의 이미지 데이터로 복원하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 모션벡터 그룹은, 상기 제 2픽처내의 블록의 모션벡터에 대해서는, 상기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임 대비 상기 제 2레이어의 비트 스트림의 프레임의 해상도 비로 스케일링한 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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