KR20070026317A - 비디오 코딩에 사용되는 코딩단/디코딩단의 양방향예측방법 - Google Patents

비디오 코딩에 사용되는 코딩단/디코딩단의 양방향예측방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비디오 코딩에 사용되는 양방향 예측방법에 관한 것으로서, 코딩단에서 양방향 예측 코딩을 진행할 시, 우선 현재 B프레임의 매 이미지 블록에 대하여 현재 이미지 블록의 특정된 후선 앞방향 운동벡터를 구한 후, 계산을 통하여 후선 뒷방향 운동벡터를 구하며, 양방향 예측방법을 사용하여 양방향 예측 참조블록을 구한 다음, 지정된 검색범위 내및/또는 지정된 매칭 한계값 내에서 매칭을 계산하며, 마지막으로 최적의 매칭블록을 선정하여 이로써 최종의 앞방향 운동벡터, 뒷방향 운동벡터와 블록잔류를 확정한다. 본 발명은 한 운동벡테에 대한 코딩을 통하여 양방향 예측을 실현함과 아울러, 기본상 코딩단의 매칭블록을 검색하는 복잡성을 증가시키지 않아 운동벡터에 대한 코딩량을 크게 감소시켰을 뿐 아니라, 비디오에서의 물체의 운동을 더욱 진실하게 환원하고, 전방향 예측코딩 및 뒷방향 예측코딩과 결합하여 사용하면 새로운 예측코딩 유형을 실현할 수 있다.
이미지 블록, 예측 모드, 앞방향 운동벡터, 뒷방향 운동벡터, 예측 참조블록, 검색범위, 매칭값, 한계값, 매칭블록, 블록잔류, 코드 스트림

Description

비디오 코딩에 사용되는 코딩단/디코딩단의 양방향 예측방법{BI-DIRECTIONAL PREDICTING METHOD FOR VIDEO CODING/DECODING}
본 발명은 비디오 코딩에 사용되는 양방향 예측방법에 관한 것이고, 특히 비디오를 압축하는 양방향 예측방법에 관한 것으로서, 비디오 코딩/디코딩 기술 영역에 관한 것이다.
디지털 TV, 차세대 모바일 통신, 광대역 네트워크 통신과 가전제품 등 커다란 발전을 하고 있는 고 신기술 산업의 하나의 기술적 특징이라면 비디오를 주요 내용으로 하는 멀티매디어 처리기술로서, 특히 데이터 압축기술 상의 특징이다. 고효율의 비디오 코딩/디코딩 기술은 고품질 및 저렴한 원가의 멀티매디어 데이터 저장 및 전송의 핵심기술이다. 현재 보편적으로 사용되는 코딩방법으로는 예측코딩, 직교변환 코딩, 벡터 코딩 등이 있으며, 이러한 방법들은 모두 신호처리 이론에 기초하여 실현되는 것으로서 제1세대 코딩기술로 불리운다. 현재 국제상에서 비교적 널리 사용되는 이미지 코딩 표준은 모두 상기 코딩이론에 기초한 것으로서, 블록정합을 기초로 하는 동작보상, 이산 코사인 변환과 양자화를 결합시킨 코딩방법이다. 전형적인 국제표준으로는 ISO/IEC JTC1에서 제시하는 MPEG(Motion Picture Experts Group)-1, MPEG-2와 MPEG-4 및 ITU-T에서 제시하는 H.26x 계열이 있으며, 상기 비디오 코딩 표준은 산업상에서 널리 응용되고 있다.
상기 비디오 코딩 표준은 모두 하이브리드 비디오 코딩(Hybrid Video Coding) 정책을 사용한 것으로서 일반적으로, 예측, 변환, 양자화 및 정보 엔트로피 코딩 등 4가지 주요 모듈을 포함하고 있다. 상기 예측모듈의 주요 기능으로는 코딩 및 재구성한 이미지를 이용하여 현재 코딩하고자 하는 이미지에 대하여 예측(프레임간 예측)을 진행하거나 또는 이미지 중의 기코딩 및 재구성한 이미지 블록을 이용하여 현재 코딩하고자 하는 이미지 블록에 대하여 예측(프레임 내 예측)을 진행하는 것이고; 상기 변환모듈의 주요 기능으로는 입력된 이미지 블록을 다른 한 공간으로 변환하여 입력된 신호의 에너지가 될수록 저 주파수 변환계수 상에 집중되도록 하여, 이미지 블록 내 엘리먼트 사이의 연관성을 낮추어 압축에 유리하도록 하며; 상기 양자화 모듈의 주요 기능으로는 변환된 계수를 코딩에 유리한 유한 엘리먼트 집합으로 맵핑하는 것이고; 상기 정보 엔트로피 코딩 모듈의 주요 기능으로는 통계학적 규칙에 근거하여 양자화된 변환계수를 가변길이 코드로 표시하는 것이다. 비디오 디코딩 시스템도 유사한 모듈을 포함하는 바, 주요하게는 입력된 코드 스트림을 엔트로피 디코딩, 반(反) 양자화, 반 변환 등 과정을 거쳐 이미지를 디코딩하는 것이다. 상기 모듈 외에도, 비디오 코딩/디코딩 시스템에는 일반적으로 일부 기타 보조기능 코딩툴이 포함되는 바, 이러한 툴들도 전반 시스템의 코딩기능(압축비율)에 영향을 미친다.
비디오 코딩의 대부분 코딩효율은 동작보상을 기초로 하는 예측에 의하여 결정된다. 동작보상을 기초로 하는 예측의 주요 기능으로는 비디오 시퀀스의 시간상 의 잉여를 제거하는 것이다. 비디오 코딩의 과정은 바로 비디오 시퀀스의 매 프레임의 이미지에 대하여 코딩을 진행하는 과정으로서, 상기 기능을 완성하는 것이 바로 예측모듈이다. 일반적으로 사용되는 비디오 코딩 시스템의 매 프레임의 이미지에 대한 코딩은 이미지 블록을 기본 유닛으로 하여 진행하는 것이다. 매 프레임의 이미지에 대한 코딩은 또 프레임 내(I프레임) 코딩, 예측(P프레임) 코딩과 양방향 예측(B프레임) 코딩 등으로 나뉜다. 코딩을 진행할 때, 일반적으로 I프레임, P프레임 및 B프레임에 대한 코딩을 교차적으로 진행하는 바, 예를 들면 IBBPBBP의 순서로 진행하는 것이다.
B프레임의 도입은 운동하는 물체지간 또는 물체와 배경 사이의 부동한 운동방향 또는 운동속도에 의하여 나타나는 “가리움 문제”를 효과적으로 해결하였다. B프레임의 코딩은 코드 압축율이 200:1 이상에 달하는 코드비율에 도달할 수 있게 한다. B프레임 중의 이미지 블록에 대하여 코딩을 진행하는 것은, 직접(Direct), 앞방향 예측(Forward Prediction), 뒷방향 예측(Backward Prediction)과 양방향 예측(Bi-directional Prediction) 네가지 모드를 포함한다. B프레임 기술은 동시에 앞방향 및 뒷방향의 운동추정을 진행하여야 하기 때문에 복잡한 운산이 필요하고, 아울러 앞, 뒷방향의 운동벡터를 구분하기 위하여 별도의 식별자 정보를 필요로 한다.
현재의 비디오 코딩 시스템에서, B프레임에는 일반적으로 양방향 예측을 필요로 하는 운동모드가 존재하는 바, 이는 상기 모드가 이미지 사이의 회전, 밝기의 변화, 노이즈 등에 의하여 발생하는 프레임간의 예측의 불정확성을 효과적으로 제 거할 수 있기 때문이다. 하지만 아울러 더욱 많은 운동벡터에 대하여 코딩을 진행하여야 하기 때문에, 운동벡터에 대한 코딩 비트수가 전반 코딩에서 차지하는 비율이 일반적으로 30%를 초과한다.
때문에 새로운 방법을 고안하여, 양방향 예측성을 효과적으로 유지하는 전제하에서 운동벡터에 대한 코딩을 감소시킨다면 코드에 대한 압축율을 효과적으로 제고시키게 될 것이고, 특히 저 코드비율 비디오 전송의 응용 방면에서, 운동벡터의 코딩을 감소시키는 것은 더욱 중요한 의의를 갖고 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 코딩이 필요한 운동벡터의 수량을 효과적으로 감소시키고, 코딩단의 매칭블록을 검색하는 복잡성을 거의 증가시키지 않는 비디오 코딩의 양방향 예측방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 비디오 코딩에 사용되는 코딩단(端)의 양방향 예측방법은,
현재 B프레임의 매 이미지 블록에 대하여 앞방향 예측 모드를 사용하여, 앞방향 참조 이미지로부터 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터를 구하는 제10단계;
상기 제10단계에서 구한 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터를 이용하여 후선 뒷방향 운동벡터를 산출하여, 양방향 예측에 필요한 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 구하는 제20단계;
상기 제20단계에서 구한 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 이용하여, 양방향 예측방법을 적용하여 양방향 예측 참조블록을 구하는 제30단계;
지정된 검색범위 및/또는 매칭값이 기설정된 매칭 한계값보다 작거나 같을 때까지, 부단히 새로운 참조블록을 설정하고 상기 세 단계를 반복하면서 최적의 매칭블록을 선정하는 제40단계;
해당 이미지 블록의 최적 참조블록에 의하여 확정된 앞방향 운동벡터, 뒷방향 운동벡터와 블록잔류(block residual)를 코드 스트림에 코딩해 넣는 제50단계;를 포함하여 구성된다.
상기 비디오 코딩에 사용되는 디코딩단의 양방향 예측방법은,
스트림 코드로부터 디코딩하여 앞방향 운동벡터를 구하는 제21단계;
상기 제21단계에서 구한 앞방향 운동벡터를 이용하여 뒷방향 운동벡터를 산출하여, 양방향 예측에 필요한 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 구하는 제31단계;
상기 제31단계에서 구한 현재 이미지 블록의 앞방향 운동벡터와 뒷방향 운동벡터를 이용하여, 양방향 예측방법을 적용하여 최종 양방향 예측 참조블록을 구하는 제41단계;
상기 제41단계에서 구한 예측 참조블록과 코드 스트림을 디코딩하여 구한 블록잔류와 합병하여 현재 블록의 이미지 블록을 형성하는 제51단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 비디오 코딩에 사용되는 양방향 예측방법은 단지 한 운동벡터에 대해서만 코딩을 진행하고, 다른 한 운동벡터는 계산을 통하여 구하여 양방향 예측의 목적을 실현하기 때문에 또 단일 운동벡터 양방향 예측방법이라고도 한다. 본 발명의 방법은 기본상 코딩단의 매칭블록을 검색하는 복잡성을 거의 증가하지 않기 때문에 운동벡터의 코딩량을 크게 감소시키고, 아울러 본 발명은 또 비디오에서의 물체의 운동을 더욱 진실하게 환원하고 더욱 정확한 운동벡터의 예측을 실현할 수 있기 때문에, 앞방향 예측코딩 및 뒷방향 예측코딩과 결합하여 사용하면 새로운 예측코딩 유형을 실현할 수 있다.
도1은 프레임 코딩 중의 뒷방향 운동벡터 추이과정 사시도;
도2는 필드코딩 중에서, 홀수 필드 또는 짝수 필드에 있어서, 뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 시간 도메인 상의 현재 필드보다 이른 어느 필드를 가리킬 때의 뒷방향 운동벡터 추이과정 사시도;
도3은 필드코딩 중에서, 짝수 필드에 있어서, 뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 짝수 필드와 동일 프레임에 속하는 대응되는 홀수 필드를 가리킬 때, 필드코딩에 있어서의 뒷방향 운동벡터 추이과정 사시도;
도4는 코딩단에서 운동추정을 통하여 앞방향 운동벡터를 구한 것을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고, 최종 최적 매칭블록을 구하는 양방향 예측방법의 흐름도;
도5는 디코딩단에서 코드 스트림에서 구한 앞방향 운동벡터로 뒷방향 운동벡터를 추이하고, 또 최종 양방향 예측방법을 적용하여 이미지 블록을 재구성하는 과 정 사시도.
아래, 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명의 고안에 대하여 상세한 설명을 진행하면 아래와 같다.
본 발명의 실시예에서는, 하나의 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지에 대하여 현재 B프레임의 이미지 블록의 앞, 뒷방향 참조 프레임에서 운동추정을 진행하는 것으로 가정한다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비디오 코딩에 사용되는 양방향 예측방법은, 현재 B프레임의 매 이미지 블록에 대하여 앞방향 예측 모드를 사용하여, 앞방향 참조 이미지로부터 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터를 구하는 제10단계를 포함하여 구성된다.
상기 앞방향 예측모드는 구체적으로,
만일 앞방향 참조 이미지에 지정된 참조블록이 포함되어 있다면 제102단계로 가고, 아니면 제103단계로 가는 제101단계;
앞방향 참조 이미지에 설정된 참조블록의 앞방향 참조 이미지 중의 위치와 B프레임의 현재 이미지 블록의 현재 이미지 중의 위치를 뺄셈하여 후선 앞방향 운동벡터를 산출하고, 제10단계를 종료하는 제102단계;
앞방향 참조 이미지 중에서 B프레임의 현재 이미지 블록 위치와 동일한 이미지 블록을 선정하여 앞방향 참조 이미지 중에 설정되는 참조블록으로 하고, 제102단계를 실행하는 103단계;를 포함하여 구성된다.
앞, 뒤 두 프레임의 이미지 시간 간격아 아주 짧고 별로 차이가 나지 않을 것이기 때문에, 우선 참조 이미지에서 동일한 점을 찾아 참고점으로 하며, 이때 후선 앞방향 운동벡터는 0이고, 이미지 사이에 위치의 개변이 없다. 하지만, 만일 하기 제40단계를 통하여 참조점을 개변 시킨다면, 후선 앞방향 운동벡터는 더는 0이 아니다.
제20단계에서는, 상기 제10단계에서 구한 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터를 이용하여 후선 뒷방향 운동벡터를 산출하여, 양방향 예측에 필요한 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 구하는 바, 구체적으로는,
프레임 코딩 모드에서,
상기 모드에서, 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터는 하기 공식을 통하여 추산할 수 있다.
Figure 112006025333602-PCT00001
도1에서 도시된 바와 같이, 여기서, TDB는 현재 B프레임과 앞방향 참조 프레임 사이의 시간 도메인 거리이고, TDD는 뒷방향 참조 프레임과 앞방향 참조 프레임 사이의 시간 도메인 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이다.
필드코딩 방식에서,
홀수 필드 모드에 있어서, 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터는 하기 공식을 통하여 추산할 수 있다.
Figure 112006025333602-PCT00002
도2에 도시된 바와 같이, 여기서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이다. 아랫첨자 i의 값은 홀수 또는 짝수 모드에 따라 결정되며, 홀수 모드일 때는 0, 짝수 모드일 때는 1을 취한다.
짝수 필드 모드에 있어서, 뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 시간 도메인 상의 현재 필드보다 이른 어느 필드를 가리킬 때, 현재 블록의 뒷방향 운동벡터의 추이는 홀수 필드에서와 같다.
뒷방향 참조필드의 대응되는 블록의 운동벡터가 해당 홀수 필드(짝수 필드와 동일 프레임에 속하는)에 속할 때, 현재 블록의 후선 전방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터의 추이는 아래와 같다.
Figure 112006025333602-PCT00003
도3에 도시된 바와 같이, 여기서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지 의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이다.
제30단계에서는, 상기 제20단계에서 구한 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 이용하여, 양방향 예측방법을 적용하여 양방향 예측 참조블록을 구하는 바, 즉 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터가 가리키는 두 개의 예측 참조블록에 대응되는 픽셀의 평균치를 구하여, 최종의 양방향 예측 참조블럭을 구한다.
제40단계에서는 지정된 검색범위 및/또는 매칭값이 기설정된 매칭 한계값보다 작거나 같을 때까지, 부단히 새로운 참조블록을 설정하고 상기 세 단계를 반복하면서 최적의 매칭블록을 선정한다.
제40단계에서, 검색범위는 참조 이미지와 B프레임 현재 블록의 위치와 동일한 참조블록을 중심으로 하는 일정한 구역이며, 검색범위의 크기는 이미지 품질 요구에 따라 다른 바, 검색의 범위가 넓을수록 구한 참조블록이 더욱 정확하고, 검색구역은 최대로 전반 참조 이미지까지 될 수 있다. 전부 검색범위에서 참조블록이 구한 양방향 예측 참조블록과 B프레임 현재 블록과 대응되는 픽셀의 차의 절대치의 합(SAD로 표시)이 가장 작은 양방향 예측 참조블록이 바로 최적 매칭블록이다.
매칭값은 양방향 예측 참조블록과 B프레임 현재 블록과 대응되는 픽셀의 차의 절대치의 합인 SAD이고, 매칭 한계값은 사전 설정된 매칭값으로서, 만일 매칭값 이 매칭 한계값보다 작거나 같으면, 이때의 참조블록이 바로 최적 참조블록이다. 일정한 순서에 따라, 일반적으로 현재 참조블록을 기점으로 하여 가까운데로부터 먼데로 참조블록의 매칭값을 추산한다. 매칭값을 설정하는 방법을 사용하면, 요구에 부합되는 참조블록을 찾기 위하여 모든 참조점을 방문하지 않고도 참조블록의 검색과정을 마칠 수 있어 효율이 매우 높다.
상기 두 가지 방법에서는 SAD의 방법으로 양방향 예측 참조블록과 B프레임 현재 블록의 차이를 표시하였지만, 다른 방법도 가능한 바, 예를 들면 대응되는 픽셀의 분산을 계산하는 방법이 있지만 SAD보다 직관적이고 효과적이지 못한다.
물론, 구역을 검색하는 방법과 매칭 한계값을 설정하는 방법을 결합시킬 수 있는 바, 도4에 도시된 바와 같이, 설정된 구역에서 가까운데로부터 먼데로 가면서 매칭값을 구할 수 있다. 상기 방법은 수요에 근거하여 검색범위를 확정하고, 또 모든 구역을 완전히 방문하지 않아도 되기 때문이 비교적 효율적이다.
제50단계에서는 해당 이미지 블록의 최적 참조블록에 의하여 확정된 앞방향 운동벡터, 뒷방향 운동벡터와 블록잔류를 코드 스트림에 코딩해 넣는다. 블록잔류는 최적 참조블록이 확정한 양방향 예측 참조블록과 B프레임 현재 블록과 대응되는 픽셀의 차이로서, 직접 최적 참조블록과 B프레임 현재 블록과 대응되는 픽셀의 차이값을 코딩하거나, 또는 해당 차이 값 시퀀스를 압축하여 전송에 이롭게 한다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비디오 코딩에 사용되는 디코딩단에 사용되는 양방향 예측방법은,
스트림 코드로부터 디코딩하여 앞방향 운동벡터를 구하는 제21단계;
상기 제21단계에서 구한 앞방향 운동벡터를 이용하여 뒷방향 운동벡터를 산출하여, 양방향 예측에 필요한 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 구하는 제31단계;
상기 제31단계에서 구한 현재 이미지 블록의 앞방향 운동벡터와 뒷방향 운동벡터를 이용하여, 양방향 예측방법을 적용하여 최종 양방향 예측 참조블록을 구하는 제41단계;
상기 제41단계에서 구한 예측 참조블록과 코드 스트림을 디코딩하여 구한 블록잔류와 합병하여 현재 블록의 이미지 블록을 형성하는 제51단계;를 포함하여 구성된다.
상기 제31단계에서, 뒷방향 운동벡터의 계산은,
현재 이미지의 모드를 판단하여 만일 프레임 코딩 모드이면 제311단계를 실행하고, 만일 필드코딩 방식이며, 혹수 필드인지 짝수 필드인지를 판단하여, 만일 홀수 필드이면 제312단계를 실행하고, 만일 짝수 필드이면 제313단계를 실행하는 제310단계;
하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
Figure 112006025333602-PCT00004
여기에서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리 이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이며, 제31단계를 종료하는 제311단계;
하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
Figure 112006025333602-PCT00005
여기서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터로서, 아랫첨자 i의 값은 홀수 또는 짝수 모드에 따라 결정되며, 홀수 모드일 때는 0, 짝수 모드일 때는 1을 취하고, 제31단계를 종료하는 제312단계;
뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 시간 도메인 상의 현재 필드보다 이른 어느 필드를 가리킬 때, 제312단계를 실행하고, 뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 짝수 필드와 동일 프레임에 속하는 대응되는 홀수 필드를 가리킬 때, 하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
Figure 112006025333602-PCT00006
여기에서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거 리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이며, 제31단계를 종료하는 제313단계;를 포함하여 구성된다.
제41단계에서, 양방향 예측방법의 구체적인 과정으로는, 앞방향 운동벡터와 뒷방향 운동벡터가 가리키는 두 개의 예측 참조블록에 대응되는 픽셀의 평균치를 구하여, 최종의 양방향 예측 참조블럭을 구한다.
디코딩 과정은 비교적 간단한 바, 코드 스트림에서 앞방향 운동벡터를 구한 후 직접 뒷방향 운동벡터를 계산해 내며, 이어 양방향 예측 참조블록과 블록잔류의 합병을 계산하여 코딩전의 이미지를 구성해 내는 바, 완전히 코딩의 역과정으로 이해할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 현재 B프레임의 매 이미지 블록에 대하여 앞방향 예측 모드를 사용하여, 앞방향 참조 이미지로부터 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터를 구하는 제10단계;
    상기 제10단계에서 구한 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터를 이용하여 후선 뒷방향 운동벡터를 산출하여, 양방향 예측에 필요한 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 구하는 제20단계;
    상기 제20단계에서 구한 현재 이미지 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 이용하여, 양방향 예측방법을 적용하여 양방향 예측 참조블록을 구하는 제30단계;
    지정된 검색범위 및/또는 매칭값이 기설정된 매칭 한계값보다 작거나 같을 때까지, 부단히 새로운 참조블록을 설정하고 상기 세 단계를 반복하면서 최적의 매칭블록을 선정하는 제40단계;
    해당 이미지 블록의 최적 참조블록에 의하여 확정된 앞방향 운동벡터, 뒷방향 운동벡터와 블록잔류(block residual)를 코드 스트림에 코딩해 넣는 제50단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 코딩단의 양방향 예측방법.
  2. 제1항에 있어서, 앞방향 예측 모드를 사용하여 후선 앞방향 운동벡터를 구하 는 단계는,
    만일 앞방향 참조 이미지에 지정된 참조블록이 포함되어 있다면 제102단계로 가고, 아니면 제103단계로 가는 제101단계;
    앞방향 참조 이미지에 설정된 참조블록의 앞방향 참조 이미지 중의 위치와 B프레임의 현재 이미지 블록의 현재 이미지 중의 위치를 뺄셈하여 후선 앞방향 운동벡터를 산출하고, 제10단계를 종료하는 제102단계;
    앞방향 참조 이미지 중에서 B프레임의 현재 이미지 블록 위치와 동일한 이미지 블록을 선정하여 앞방향 참조 이미지 중에 설정되는 참조블록으로 하고, 제102단계를 실행하는 103단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 코딩단의 양방향 예측방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제20단계에서, 후선 뒷방향 운동벡터의 계산은,
    현재 이미지의 모드를 판단하여 만일 프레임 코딩 모드이면 제111단계를 실행하고, 만일 필드코딩 방식이며, 홀수 필드인지 짝수 필드인지를 판단하여, 만일 홀수 필드이면 제112단계를 실행하고, 만일 짝수 필드이면 제113단계를 실행하는 제110단계;
    하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
    Figure 112006025333602-PCT00007
    여기에서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이며, 제20단계를 종료하는 제111단계;
    하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
    Figure 112006025333602-PCT00008
    여기서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터로서, 아랫첨자 i의 값은 홀수 또는 짝수 모드에 따라 결정되며, 홀수 모드일 때는 0, 짝수 모드일 때는 1을 취하고, 제20단계를 종료하는 제112단계;
    뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 시간 도메인 상의 현재 필드보다 이른 어느 필드를 가리킬 때, 제312단계를 실행하고, 뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 짝수 필드와 동일 프레임에 속하는 대응되는 홀수 필드를 가리킬 때, 하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
    Figure 112006025333602-PCT00009
    여기에서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이며, 제20단계를 종료하는 제113단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 코딩단의 양방향 예측방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제30단계에서는, 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터가 가리키는 두 개의 예측 참조블록에 대응되는 픽셀의 평균치를 구하여, 최종의 양방향 예측 참조블럭을 구하는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 코딩단의 양방향 예측방법.
  5. 제1항에 있어서, 제40단계에서, 검색범위는 참조 이미지와 B프레임 현재 블록의 위치와 동일한 참조블록을 중심으로 하는 일정한 구역이며, 검색구역은 최대로 전반 참조 이미지까지 될 수 있고, 전부 검색범위에서 참조블록이 구한 양방향 예측 참조블록과 B프레임 현재 블록과 대응되는 픽셀의 차의 절대치의 합이 가장 작은 양방향 예측 참조블록이 바로 최적 매칭블록인 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 코딩단의 양방향 예측방법.
  6. 제1항에 있어서, 매칭값은 양방향 예측 참조블록과 B프레임 현재 블록과 대응되는 픽셀의 차의 절대치의 합이고, 매칭 한계값은 사전 설정된 매칭값으로서, 만일 매칭값이 매칭 한계값보다 작거나 같으면, 이때의 참조블록이 바로 최적 참조블록인 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 코딩단의 양방향 예측방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 블록잔류는 최적 참조블록과 B프레임 현재 블록 사이의 대응 픽셀의 차이를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 코딩단의 양방향 예측방법.
  8. 스트림 코드로부터 디코딩하여 앞방향 운동벡터를 구하는 제21단계;
    상기 제21단계에서 구한 앞방향 운동벡터를 이용하여 뒷방향 운동벡터를 산출하여, 양방향 예측에 필요한 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터를 구하는 제31단계;
    상기 제31단계에서 구한 현재 이미지 블록의 앞방향 운동벡터와 뒷방향 운동벡터를 이용하여, 양방향 예측방법을 적용하여 최종 양방향 예측 참조블록을 구하는 제41단계;
    상기 제41단계에서 구한 예측 참조블록과 코드 스트림을 디코딩하여 구한 블록잔류와 합병하여 현재 블록의 이미지 블록을 형성하는 제51단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 디코딩단의 양방향 예측방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제31단계에서, 뒷방향 운동벡터의 계산은,
    현재 이미지의 모드를 판단하여 만일 프레임 코딩 모드이면 제311단계를 실행하고, 만일 필드코딩 방식이며, 혹수 필드인지 짝수 필드인지를 판단하여, 만일 홀수 필드이면 제312단계를 실행하고, 만일 짝수 필드이면 제313단계를 실행하는 제310단계;
    하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
    Figure 112006025333602-PCT00010
    여기에서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이며, 제31단계를 종료하는 제311단계;
    하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
    Figure 112006025333602-PCT00011
    여기서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이 며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터로서, 아랫첨자 i의 값은 홀수 또는 짝수 모드에 따라 결정되며, 홀수 모드일 때는 0, 짝수 모드일 때는 1을 취하고, 제31단계를 종료하는 제312단계;
    뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 시간 도메인 상의 현재 필드보다 이른 어느 필드를 가리킬 때, 제312단계를 실행하고, 뒷방향 참조필드와 대응되는 블록의 운동벡터가 짝수 필드와 동일 프레임에 속하는 대응되는 홀수 필드를 가리킬 때, 하기 공식을 이용하여 뒷방향 운동벡터를 추산하고,
    Figure 112006025333602-PCT00012
    여기에서, TDB는 현재 이미지와 앞방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이고, TDD는 앞방향 참조 이미지와 뒷방향 참조 이미지의 시간 도메인 상의 거리이며, CMVF와 CMVB는 각각 추이해 낸 해당 B프레임의 현재 블록의 후선 앞방향 운동벡터와 후선 뒷방향 운동벡터이며, 제31단계를 종료하는 제313단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 디코딩단의 양방향 예측방법.
  10. 제8항에 있어서, 제41단계에서, 양방향 예측방법의 구체적인 과정으로는, 앞방향 운동벡터와 뒷방향 운동벡터가 가리키는 두 개의 예측 참조블록에 대응되는 픽셀의 평균치를 구하여, 최종의 양방향 예측 참조블럭을 구하는 것을 특징으로 하는 비디오 코딩에 사용되는 디코딩단의 양방향 예측방법.
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