KR20070046825A - 코딩 및 디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 시퀀스들의 비디오 코딩을 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따르면, 이미지 시퀀스의 이미지들은 스케일가능한 방식으로 코딩되는데, 생성된 비디오 데이터가 이미지들로 하여금 이미지 표현당 픽셀들의 수로 정해지는 다수의 상이한 이미지 분해 레벨로 표현될 수 있게 하는 정보를 포함하도록 이루어진다. 코딩은 이미지들 중 하나의 부분들의 움직임을 나타내는 방식으로 코딩이 블록에 기초하는데, 상기 움직임은 이미지 시퀀스에 포함되고, 움직임을 나타내는 적어도 하나의 블록 구조가 생성된다. 상기 블록 구조는 서브-블록들로 세분되는 하나의 블록으로 구성되고, 그로인해서 서브-블록들 중 일부가 연속해서 더 작은 서브-블록들로 더욱 세분된다. 본 발명에 따르면, 제 1 블록 구조는 적어도 하나의 제 1 분해 레벨을 위해 일시적으로 생성되고, 제 2 블록 구조는 제 1 분해 레벨을 위해 생성되는데, 제 1 분해 레벨은 제 2 분해 레벨보다 더 적은 수의 픽셀들을 갖는다. 또한, 제 2 블록 구조는 구조의 차이를 결정하기 위해서 제 1 블록 구조와 비교되고, 그럼으로써 구조적 차이의 특징들에 기초하여 변경된 블록 구조가 생성되는데, 상기 변경된 블록 구조는 제 2 블록 구조의 일부분을 나타내며, 이미지 시퀀스의 코딩을 위한 기초를 형성한다. 본 발명은 또한 이미지 시퀀스들을 디코딩하기 위한 방법과 상응하는 코더 및 디코더에 관한 것이다.

Description

코딩 및 디코딩 방법 및 장치{CODING AND DECODING METHOD AND DEVICE}
본 발명은 청구항 제 1항에 따른 비디오 디코딩 방법, 청구항 제 14항에 따른 디코딩 방법, 청구항 제 15항에 따른 비디오 코딩을 위한 인코더, 및 청구항 제 16항에 따른 디코딩 장치에 관한 것이다.
디지털 비디오 데이터는 일반적으로 막대한 데이터 분량을 상당히 감소시키기 위해서 저장 또는 전송 시에 압축되는데, 그러한 압축은 비디오 데이터에 포함된 신호 중복성을 제거함으로써 그리고 사람의 눈에 인지될 수 없는 중요치 않은 신호 부분들을 제거함으로써 수행된다. 이러한 압축은 일반적으로 하이브리드 인코딩 방법을 통해 달성되는데, 상기 하이브리드 인코딩 방법에서는 인코딩될 이미지가 제일 먼저 예측되고, 나머지 예측 오차는 이어서 예컨대 이산적인 코사인 변환에 의해서, 가변 길이 코드를 사용하여 양자화되고 인코딩되는 주파수 도메인으로 변환된다. 움직임 정보 및 양자화된 스펙트럼 계수들이 마지막으로 전송된다.
전송될 그 다음 이미지 정보가 더 잘 예측될수록, 예측 이후에 남아 있는 예측 오차는 더 작아지고 또한 그러한 오차를 인코딩하는데 필요한 데이터 레이트는 더 낮아진다. 따라서, 비디오 데이터 압축의 본질적인 목적은 이미 전송된 이미지 정보로부터 인코딩될 이미지의 가장 정확한 예측을 획득하는 것이다.
지금까지, 이미지 예측은 먼저 이미지를 예컨대 규칙적인 섹션들, 통상적으로 8×8 또는 16×16 픽셀들인 정사각형 블록들로 세분하고 다음으로 수신기에서 이미 인지된 이미지 정보로부터의 이러한 블록들 각각에 대한 예측을 움직임 보상을 통해 결정함으로써 수행되었었다. (그러나, 서로 다른 크기의 블록들이 또한 생성될 수 있다.) 이러한 절차가 도 1에 도시되어 있다. 두 기본적인 예측 경우들이 구분될 수 있다:
- 단방향 예측 : 움직임 보상이 단지 앞서 전송된 이미지에 기초하여 수행되며, 소위 "P-프레임들"을 유도한다.
- 양방향 예측 : 이미지 예측이 두 개의 이미지들(두 이미지들 중 하나의 이미지는 과거 이미지이고 다른 이미지는 미래 이미지임)을 겹침으로써 수행되며, 소위 "B-프레임들"을 유도한다. 두 기준 이미지들은 이미 전송되었음이 인지되어야 한다.
이러한 두 가지의 가능한 예측 경우들에 따르면, MCTF(motion compensated temporal filtering)는 도 2에 도시된 바와 같이 MSRA 방법(1)에서 5가지의 지향성 모드들을 산출한다.
MCTF-기반의 스케일가능한 비디오 코딩이 매우 넓은 범위의 가능한 비트 레이트들에 대해 양호한 비디오 품질을 보장하기 위해서 사용된다. 그러나, 현재 공지되어 있는 MCTF 알고리즘들은 이미지 시퀀스에 의해 정해지는 비디오의 움직임 정보(블록 구조들 및 움직임 벡터들)를 나타내는 정보에 관해 너무 적은 텍스츄어(블록 정보)가 존재한다는 사실로 인해서 감소된 비트 레이트들에 대해 용인될 수 없는 결과들을 나타낸다.
따라서, 임의의 비트 레이트 및 분해도에서 텍스츄어와 움직임 데이터 사이의 최적의 비율을 달성하기 위해서는 스케일가능한 형태의 움직임 정보가 필요하다. 이를 위해서, [1]은 MCTF 알고리즘들의 현재 상태를 나타내는 MSRA(Microsoft Research Asia)로부터의 솔루션을 개시하고 있다.
MSRA 솔루션은 계층화(layering)를 사용하여 움직임을 나타내거나 그것을 연속적으로 세분된 구조들에서 분석하는 것을 제안하고 있다. MSRA 방법은 일반적으로 낮은 비트 레이트들에서 이미지 품질을 향상시키는데 있어 성공적이다.
그러나, 이러한 솔루션은 움직임 정보와 텍스츄어 사이의 불일치로 인해서 재구성된 이미지에서 다수의 시프트들을 초래한다는 단점을 갖는다.
본 발명의 목적은 인코딩 및 디코딩을 위한 방법을 명시하고 또한 향상된 비디오 디코딩을 보장하는 인코더 및 디코더를 명시하는데 있다.
본 발명의 목적은 청구항 제 1항의 특징들에 따른 인코딩 방법에 기초하여 달성된다.
이러한 목적은 청구항 제 14항의 특징들에 따른 디코딩 방법, 청구항 제 15항의 특징들에 따른 인코더 및 청구항 제 16항의 특징들에 따는 디코더에 의해서 달성된다.
이미지 시퀀스들의 비디오 코딩을 위한 본 발명에 따른 방법에 따르면, 이미지 시퀀스의 이미지들은 최종적인 이미지 데이터가 이미지 표현당 픽셀들 수로 정해지는 다수의 상이한 이미지 분해 레벨들로 이미지들을 표현하는 것을 보장하는 정보를 포함하는 방식에 따라 스케일 방식으로 인코딩되는데, 그러한 인코딩은, 이미지들 중 한 이미지의 부분들의 임의의 움직임을 나타내는데 있어(상기 움직임은 이미지 시퀀스에 포함됨) 하나의 블록에서 시작해서 부분 블록들로 세분되는 방식으로 구현되는 움직임을 나타낸 적어도 하나의 블록 구조가 생성되고 또한 그 블록 구조들 중 일부는 연속해서 더 미세한 서브-블록들로 세분되는 방식에 따라, 블록-기반 방식으로 수행된다. 이러한 방법에 따르면, 적어도 하나의 제 1 분해 레벨에 대한 제 1 블록 구조가 생성되고 또한 제 2 분해 레벨에 대한 제 2 블록 구조가 생성되는데, 상기 제 1 분해 레벨은 상기 제 2 분해 레벨보다 더 적은 수의 픽셀들을 갖는다. 또한, 제 2 블록 구조는 제 1 블록 구조와 비교되는데, 이러한 비교는 블록 구조의 차이가 결정됨으로써 구조적인 차이들의 특징들에 기초하여 변경된 제 2 블록 구조로 하여금 자신의 구조가 제 2 블록 구조의 서브세트를 구성하여 이미지 시퀀스를 인코딩하기 위한 기초로서 사용되는 방식으로 이루어진다.
이러한 절차는 텍스츄어 정보 차이를 최소화하는데, 이러한 정보는 또한 최소의 복잡도를 통해 인코딩될 수 있다. 또한, 가장 대략적인 움직임 벡터 필드가 선택되어지는 경우 불일치가 제거됨으로써, 심지어 더 낮은 비트 레이트들 및 더 낮은 분해도들에서도 향상된 이미지 품질을 보장한다.
이를 위해서, 추가된 서브-블록들이 차이들을 결정하기 위해서 바람직하게 검출되는데, 그 서브-블록들의 특징들은 그러한 차이 결정을 위해서 대안적으로 또는 추가적으로 검출된다.
만약 서브-블록들의 크기가 서브-블록 특징으로서 검출된다면, 실제로는 생성된 블록 구조의 정밀도에 대한 매우 양호한 지시자가 획득된다.
만약 단지 제 2 블록 구조의 부분 블록에 상응하는 제 1 블록 구조의 부분 블록이 차이 결정을 위해 사용된다면, 텍스츄어 정보 차이들이 더욱 더 감소될 수 있다.
이 경우에는 바람직하게 단지 자신의 블록 크기가 정해질 수 있는 임계치에 도달하는 제 2 블록 구조의 서브-블록들만이 변경된 제 2 블록 구조에 포함된다. 이는 완전한 블록 구조, 즉, 완전한 움직임 벡터 필드가 전송될 필요가 없고 단지 그 구조의 중요한 비트만이 전송될 필요가 있다는 것을 의미한다. 이는 한편으로는 전송될 정보의 감소를 유도하며, 또한 이러한 감소에도 불구하고, 인코딩된 이미지에서의 아티팩트들(artefacts)이 제거되거나 감소되도록 하기 위해 불일치의 제거 또는 감소를 유도하는데, 정해질 수 있는 임계치를 사용하는 것은 예컨대 시뮬레이션이나 실험에 의해서 결정되는 최적의 값들 - 그 최적의 값들로부터 매우 양호한 결과들이 시뮬레이션이나 실험의 결과들에 기초하여 예상됨 - 이 설정될 수 있을 때에 실질적으로 특별히 유리하다.
임계치는 비교를 위해 사용되는 제 1 블록 구조의 범위에 포함되어 있는 블록 크기에 대한 제 2 블록 구조의 서브-블록의 블록 크기의 비율을 규정하는 방식으로 바람직하게 정해지는데, 상기 블록 크기는 상기 범위의 가장 작은 서브-블록에 할당된다.
다른 개선점에서는, 그것은 또한 채택된 서브-블록들이 비-다이애딕(non-dyadic)할 수 있다는 것을 나타내기 위해 제공된다.
디코딩된 이미지의 표현에 대한 결과들의 다른 개선점은 만약 제 2 분해 레벨의 변경된 제 2 블록 구조가 제 3 분해 레벨의 제 1 블록 구조로서 사용된다면 달성될 수 있는데, 상기 제 2 분해 레벨은 제 2 분해 레벨보다 더 적은 수의 픽셀들을 갖는다. 이는, 변경된 제 2 블록 구조를 생성하기 위해서 연속적으로 더 높은 분해 레벨들의 다른 가능한 블록 구조들이 사용되고 이를 위해 바로 이전의 분해 레벨의 변경된 제 2 블록 구조가 본 발명에 따른 비교를 위해 사용된다는 것을 의미한다.
디코딩은 제 2 변경된 블록 구조로 접수(take over)되지 않은 서브-블록들이 각각의 경우에 식별되는 방식으로 수행된다는 사실이 디코딩에 있어 또한 유리하다.
이를 위해서는, not_refined로서 특별히 표시되는 지향성 모드를 사용하여 식별이 이루어지는 것이 바람직하게 제공된다.
본 발명의 목적은 또한, 본 발명의 인코딩 방법에 따라 생성되는 이미지 시퀀스에 포함된 제 2 변경된 블록 구조들을 고려한 이후에 이미지 시퀀스의 스케일가능한 표현이 생성되는 인코딩된 이미지 시퀀스의 디코딩 방법에 의해서 달성된다.
또한, 방법을 실행하기 위한 수단을 구비하는 본 발명의 인코더와 상기 방법에 따라 생성되는 인코딩된 이미지 시퀀스를 디코딩하기 위한 수단을 구비하는 상응하는 디코더가 상기 목적을 달성하는데 기여한다.
본 발명에 대한 추가적인 세부내용 및 장점들이 예시적인 실시예 및 첨부도면 1 내지 5를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 스케일가능한 움직임 정보를 생성하기 위한 움직임 추정 모델을 나타내는 도면.
도 2는 본 목적을 위해 필요한 지향성 모드들을 나타내는 도면.
도 3은 사용되는 서브-블록 크기들을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따라 생성되는 블록 구조들을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따라 인코딩된 이미지와 종래 기술에 따라 인코딩된 이미지의 비교를 나타내는 도면.
도 1은 설명된 실시예에서 적어도 부분적으로 사용될 경우에 본 발명을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 종래의 MSRA 솔루션을 개략적으로 도시하고 있다.
MSRA에 따르면, 다층 움직임 추정(multilayer motion estimation)이 각각의 일시적인 층에서 실행되는데, 상기 움직임 추정은 최종 움직임 벡터 필드가 디코딩된 분해도에 적응되도록 하는 상이한 매크로블록 크기들을 갖는 고정된 공간 분해도를 위해서 구현된다. 예컨대, 만약 본래의 분해 레벨이 CIF-인코딩된 포맷이고 디코딩된 분해 레벨이 QCIF 포맷이라면, 움직임 추정은 CIF 포맷 또는 CIF 분해의 분해 레벨에서 수행되고, 이는 기본적으로는 32×32의 블록 크기로 이루어지고 가장 작은 블록 크기로는 8×8의 매크로블록 크기로 이루어진다. 만약 다른 한편으 로 디코딩된 포맷이 CIF라면, 매크로블록들의 크기는 도 1에 도시된 바와 같이 팩터 2만큼 스케일다운된다.
도 1이 또한 나타내는 바와 같이, 본래의 움직임 벡터들은 QCIF 포맷으로 제공되는 블록들을 디코딩하기 위해 도시된 처리과정의 하부 브랜치로 전송되는 반면에, 예컨대 CIF 블록을 디코딩하기 위해 사용되는 것과 같은 각각의 상부 층에 대해서는 움직임 벡터들에 대하여 단지 차이 정보만이 사용된다. 하부 층의 단일 움직임 벡터는 여기서 블록이 더 작은 부분 블록들로 분할될 때 상부 층의 다수의 벡터들을 예측하기 위해서 사용될 수 있다.
이러한 처리에서는, 이미 설명되고 도 2에 도시된 바와 같이 상이한 모드들이 움직임 보상의 방향을 나타내는 반면에, 도 3은 MSRA 방법에 따른 블록 구조들이 MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding) 표준 [2]에서 사용되는 것과 동일한 방법에 따라 인코딩된다.
MSRA 해결방법에 따라 인코딩될 움직임 보상의 방향 및 블록 구조를 선택하기 위해서, 이러한 기능을 위해 정해지고 또한 "레이트 왜곡 최적화(rate distortion optimization)"으로 공지되어 있는 소위 비용 함수(cost function)를 사용하는 것이 제공된다.
MSRA에 따른 움직임의 다층 표현에 있어서는, 여러 국부적인 분해도들에 일치되는 상이한 움직임 설명자가 동일한 일시적인 층(프레임 레이트)을 위해 생성되는데, 더 높은 분해도와 연관된 움직임 추정이 대략적인 움직임 정보의 검출에 기초하여 개선적인 정보(개선 층/정보)로서 간주된다. 움직임 벡터 필드에 의해 생 성되는 나머지 오차 블록은 많은 양의 에너지를 포함하기 때문에, 단지 가장 훌륭한 움직임 보상 이후에 생성되는 나머지 오차 블록만이 전송된다. 특히 대략적인 움직임 정보가 선택되는 경우에는, 이는 재구성된 나머지 오차 이미지에서 매우 강한 아티팩트들을 초래하는데, 이러한 현상은 높은 비트 레이트들에서도 발생한다.
도 4는 본 발명의 발명을 사용하여 본 발명에 따라 생성되는 일시적인 블록 구조들이 최종적으로 전송될 블록 구조들을 어떻게 유도하는지를 나타낸다.
3개의 일시적인 블록 구조들(MV_QCIF, MV_CIF 및 MV_4CIF)이 도시되어 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 블록 구조들 각각에는 분해 레벨이 할당되는데, 상기 분해 레벨이란 용어는 본 발명의 방법에 따라 인코딩되는 이미지 시퀀스들로 이루어진 비디오 신호가 표현될 수 있는 분해도의 포맷을 나타낸다.
본 실시예의 경우에 이러한 포맷은 공통적인 중간 포맷(CIF), QCIF 및 4CIF 포맷이다.
여기서 QCIF는 제 1 분해 레벨, 즉, 본 발명에 따른 방법을 위해 선택되는 가장 낮은 분해 레벨을 구성하고, 그럼으로써 그 분해 레벨이 또한 제 1 블록 구조들(MV_QCIF)에 본 발명에 따라 할당되고, 반면에 CIF는 제 2 블록 구조(MV_CIF)가 본 발명에 따라 생성되는 제 2 분해 레벨을 구성한다.
그러한 블록 구조들은 예컨대 이미 언급된 MCTF 및/또는 MSRA 방법을 사용하여 움직임 추정 알고리즘의 구성 내에서 생성된다.
일시적인 블록 구조들(MV_QCIF, MV_CIF 및 MV_4CIF)이 연속해서 더욱 세분된 서브-블록 구조들을 갖는다는 것이 또한 확인될 수 있는데, 상기 서브-블록 구조들 은 일시적인 블록 구조(MV_QCIF, MV_CIF 및 MV_4CIF)로부터 시작해서 정해진 부분 블록들(MB1_QCIF...MB4_QCIF)이 더 미세한 서브-블록들로 세분된다는 것을 특징을 한다.
일시적인 블록 구조들(MV_QCIF, MV_CIF 및 MV_4CIF)이 동일한 국부적인 분해도를 갖는다는 사실이 추가적으로 도시되어 있고, 따라서 상기 국부적인 분해도는 픽셀들의 수가 분해 레벨마다 증가함에도 불구하고 일정하게 유지된다.
도 4는 고려되는 분해 레벨과 연관된 변경된 블록 구조를 생성하기 위해서 높은 분해 레벨과 연관된 블록 구조를 그 다음으로 낮은 분해 레벨과 연관된 블록 구조와 비교함으로써 일시적인 블록 구조들(MV_QCIF, MV_CIF 및 MV_4CIF)로부터 본 발명의 방법을 사용하여 생성되는 예컨대 스트리밍 애플리케이션에서 전송되거나 마지막으로 전송될 블록 구조들(MV_QCIF, MV_CIF 및 MV_4CIF)을 추가적으로 도시하고 있는데, 상기 블록 구조는 동일한 분해 레벨과 연관된 일시적인 블록 구조의 서브세트만을 포함하고 있는 서브-블록 구조들을 가지며, 이는 변경된 블록 구조의 서브-블록 구조가 상응하는 일시적인 블록 구조의 서브-블록 구조와 동일한 경우를 배제할 적절한 서브세트가 아니며 도리어 이러한 특수한 경우가 본 발명의 방법에 따라 발생할 수 있다는 것이 가능할 때 단지 수학적인 계산으로부터 알게 되는 (간단한) 서브세트이다.
이러한 본 발명의 알고리즘이 이제 다소 더 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 방법은 가장 낮은 분해 레벨과 연관된 블록 구조를 생성하는 것으로 시작한다. 이러한 제 1 블록 구조(MV_QCIF)로부터 변경된 블록 구조(MV_QCIF) 가 본 발명에 따라 직접 생성되는데, 그 이유는 이 경우에는 이전 블록 구조와의 비교가 가능하지 않기 때문이다. 따라서, 직접적으로 생성되는 변경된 블록 구조(MV_QCIF)는 제 1 블록 구조(MV_QCIF)의 서브-블록 구조와 동일한 서브-블록 구조를 갖는다.
본 발명에 따르면, 그 다음으로 높은 분해 레벨(이 경우에는 CIF)로의 다른 단계에서 제 2 블록 구조(MV_CIF)가 생성된다. 이러한 제 2 블록 구조(MV_CIF)가 제 1 블록 구조(MV_QCIF)의 서브-블록 구조보다 더 미세한 서브-블록 구조를 유도하는 추가적인 서브-블록들을 획득하였다는 것이 주지되어야 하는데, 추가되어진 서브-블록들 또는 서브-블록 구조들은 도면에서 일점쇄선으로 표시되어 있다.
본 발명에 따르면, 그 다음 단계에서는 비교가 수행되는데, 추가된 서브-블록들이 제 1 블록 구조의 상응하는 서브-영역의 가장 작은 블록 크기보다 4배 더 작은 블록 크기를 갖는지 여부를 확인하기 위한 검사가 이루어진다.
만약 그렇다면, 상응하는 서브-블록 구조가 변경된 제 2 블록 구조(MV_CIF)에서 가정되고, 반면에 검사 중인 서브-블록이 더 적은 세분정도를 구성하는 경우들에서는 서브-블록 구조가 전송되어질 변경된 제 2 블록 구조에서 적응되지 않는다.
이를 더 잘 설명하기 위해서, 도 4에서는 제 2 블록 구조(MV_CIF)에 포함되는 서브-블록들 중 두 개, 즉, 제 1 서브-블록(SB1) 및 제 2 서브-블록(SB2)가 일예로서 선발되었다.
제 1 서브-블록(SB1)은 제 2 블록 구조들(MV_CIF)의 제 1 부분 블록 (MB1_CIF)에 존재한다. 따라서, 검사는 어떤 것이 여기서 발생하는 가장 작은 서브-블록 크기인지를 확인하기 위해서 제 2 블록 구조(MV_CIF)의 제 1 부분 블록(MB1_CIF)에 상응하는 제 1 블록 구조(MV_QCIF)의 제 1 부분 블록(MB1_QCIF)에서 본 발명에 따라 수행된다. 본 예에서는, 이러한 최소 블록 크기는 제 1 최소 서브-블록(MIN_SB1)에 의해서 정해진다. 확인될 수 있는 바와 같이, 제 1 서브-블록의 크기는 제 1 최소 서브-블록의 크기에 상응하고, 따라서 이 경우에는 어떠한 세분도 존재하지 않는다. 본 발명에 따르면, 제 1 서브-블록의 기초를 이루는 서브-블록 구조는 전송될 제 2 블록 구조(MV_CIF)에 적절히 적응되지 않고, 따라서 도 4에 도시된 제 2 변경된 블록 구조(MV_CIF)에서는 일점쇄선 그리드가 상응하는 지점에서 없다.
비교를 위해서, 제 2 서브-블록(SB2)이 특히 비교를 위해 또한 사용된다. 제 2 서브-블록(SB2)이 제 2 블록 구조(MV_CIF)의 제 4 부분 블록(MB4_CIF)에 포함되기 때문에, 최소 서브-블록 크기가 제 1 블록 구조(MV_QCIF)의 제 4 부분 블록(MB4_QCIF)에서 발견된다. 이는 이 경우에 제 1 블록 구조(MV_QCIF)의 제 4 부분 블록(MB4_QCIF)을 정확하게 분할하는 제 2 최소 서브-블록(MIN_SB2)에 의해서 주어진다. 확인될 수 있는 바와 같이, 이 경우에 제 2 서브-블록(SB2)의 크기는 제 2 최소 서브-블록(MIN_SB2)의 크기의 1/8을 구성하고, 따라서 제 1 블록 구조(MV_QCIF)에 비해 8배의 세분(refinement)이 제공된다. 본 발명에 따르면, 제 2 서브-블록을 정하는 서브-블록 구조가 변경된 제 2 블록 구조(MV'_CIF)로 인계된다. 변경된 제 2 블록 구조(MV'_CIF)의 파선 구조들에 의해서 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 블록 구조(MV_CIF)의 모든 블록들에 대해 발생한다.
제 2 블록 구조(MV_CIF) 및 변경된 제 2 블록 구조(MV'_CIF)의 비교를 통해 알 수 있는 바와 같이, 제 2 블록 구조(MV'_CIF)의 모든 서브-블록 구조들이 인계된 것은 아니다. 이러한 방식으로 인코딩된 이미지 시퀀스들이 이제 정확하게 표현될 수 있기 위해서, 변경된 블록 구조들로 인계되지 않은 서브-블록들에 대한 식별자가 전송된 블록 구조들을 인코딩하는데 포함되는데, 본 발명에 따른 방법이 또한 다른 분해 레벨을 위해 동일한 방식으로 사용된다. 예컨대, 본 실시예에 따르면, 블록 구조(MV_4CIF)도 마찬가지로 4CIF 포맷을 위해 생성된다. 이는 이제 제 2 블록 구조로서 본 발명에 따라 사용되는 반면에, 제 1 블록 구조는 앞서 제 2 블록 구조(MV_CIF)에 의해서 제공되고, 두 블록 구조들의 비교를 통해 유도되는 제 2 변경된 블록 구조(MV'_4CIF)가 도 4에서 파선들로 표시되어진 추가된 서브-블록 구조들의 일부분에 의해서 단지 차례로 세분된다.
대안적으로나 또는 추가적으로, 일시적인 블록 구조를 대신해서, 이미 생성되어진 전송된 블록 구조, 즉, 변경된 제 2 블록 구조가 비교를 위한 제 1 블록 구조로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이미지 시퀀스에서 인코딩된 모든 분해 레벨들에 대해 본 발명에 따라 전송될 블록 구조를 생성할 필요는 없지만, 예컨대 단지 상기 분해도들의 서브-분해도로, 즉, 단지 예컨대 QCIF, CIF 또는 4CIF가 적용되어진 경우에 CIF에 대해서 또는 QCIF 및 CIF가 적용된 경우에 대해서는 그러한 생성이 필요하다. 대조적으로, 실제로는 존재는 모든 분해 레벨들에 대해 비교되는 중간 분해 레벨에 이를 적용하는 것으로 충분한데, 그 이유는 블록 구조들 및 움직임 벡터들의 다중 업 및 다운 샘플링이 여기서는 회피될 수 있기 때문이다. 이러한 처리에서는, 상이한 국부적인 분해도들을 위한 움직임 정보에 대한 데이터 레이트가 각각의 경우에 파라미터에 의해서 설정됨으로써, 각각의 분해 레벨에서 움직임 정보와 텍스츄어 정보에 대한 데이터 레이트의 최적 비율을 유도한다.
본 발명은 도 4를 참조하여 설명된 실시예로 제한되지 않고, 다음과 같은 본 발명의 핵심을 가지면서 당업자에게 자명한 모든 구현들을 포함한다:
인코더측에서 정해지거나 존재하는 특히 MSRA에 따라 생성된 완전한 움직임 벡터 필드(일시적인 블록 구조들(MV_QCIF, MV_CIF 및 MV_4CIF)을 완전히 전송하는 것이 아니라 오히려 상기 움직임 벡터 필드의 가장 중요한 부분을 전송한다.
본 발명에 따른 중요한 장점은 심지어 낮은 비트 레이트들에서도 또한 낮은 분해도들에서도 이미지 품질을 개선한다는 점이다.
이는 예컨대 도 5에서의 두 이미지들로부터 확인될 수 있는데, 좌측의 이미지는 종래에 공지되어 있는 완전한 움직임 벡터 필드를 사용하여 15 Hz 및 128 bps로 인코딩되는 CIF 포맷 인코딩 이미지를 나타내는 반면에, 우측의 이미지는 동일한 포맷 및 동일한 비트 레이트로 인코딩되었지만 이전 이미지에 비해 본 발명의 세분 방법들을 사용하여 생성되고 디코딩되었다. 두 이미지의 비교는 본 발명의 (인)코딩된 이미지가 상당히 적은 (코딩) 아티팩트들을 갖는다는 것을 보여준다.
본 발명의 방법으로 인해서, 이러한 아티팩트들은 현저히 감소되었는데, 움직임 정보와 텍스츄어 사이의 불일치가 기본적으로 제한되기 때문이고, 그로인해서 본 발명에 따르면 대략적인 움직임 벡터 필드와 최대로 현격하게 다른 제 2 움직임 벡터 필드의 일부만이 세분된다.
이러한 절차는 물론 데이터를 디코딩하는 디코더에 전달되어야 한다. 이를 위해서, 예컨대 '"not_refined"로 나타낼 수 있는 새로운 지향 모드를 도입하는 것이 본 발명의 알고리즘에 따라 제공된다. 디코더가 이제 이러한 지향 모드를 디코딩할 때, 디코더는 이전의 움직임 추정 층에 상응하는 움직임 벡터들 및 블록 구조가 MSRA 방법에 따라 사용되어야 한다는 것을 인지한다. 따라서, 움직임 벡터의 추가적인 세분이 이러한 경우에는 사용되지 않는다.
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Claims (16)

  1. 이미지 시퀀스들의 비디오 코딩을 위한 방법으로서,
    이미지 시퀀스의 이미지들은 최종적인 비디오 데이터가 이미지 표현당 픽셀들 수로 정해지는 다수의 상이한 이미지 분해 레벨들(QCIF, CIF, 4CIF)로의 이미지들 표현을 보장하는 정보를 포함하는 방식에 따라 스케일 방식으로 인코딩되고,
    상기 인코딩은, 이미지 시퀀스에 포함된 이미지들 중 한 이미지의 부분들의 임의의 움직임을 나타내는데 있어 하나의 블록에서 시작해서 부분 블록들로 세분되는 방식으로 구현되는 움직임을 나타낸 적어도 하나의 블록 구조(MV_QCIF, MV_CIF, MV_4CIF)가 생성되는 방식에 따라 블록-기반 방식으로 이루어지고,
    상기 부분 블록들(MB1_QCIF..MB4_QCIF, MB1_CIF..MB4_CIF, MB1_4CIF..MB4_4CIF) 중 일부는 연속해서 더 미세하게 서브-블록들로 세분되고,
    상기 방법은,
    a) 적어도 하나의 제 1 분해 레벨을 위한 제 1 블록 구조(MV_QCIF;MV_CIF) 및 제 2 분해 레벨을 위한 제 2 블록 구조(MV_CIF;MV_4CIF)가 일시적으로 생성되는 단계 - 상기 제 1 분해 레벨은 상기 제 2 분해 레벨보다 더 적은 수의 픽셀들을 가짐 -;
    b) 블록 구조의 차이들이 결정되는 방식으로 제 2 블록 구조(MV_CIF;MV_4CIF)가 제 1 블록 구조(MV_QCIF;MV_CIF)와 비교되는 단계;
    c) 상기 구조적인 차이들의 특징들에 기초하여, 변경된 제 2 블록 구조 (MV'_CIF, MV'_4CIF)가 자신의 구조가 제 2 블록 구조(MV_CIF;M_4CIF)의 서브세트를 구성하는 방식으로 생성되는 단계;
    d) 상기 변경된 제 2 블록 구조(MV'_CIF, MV_4CIF)가 이미지 시퀀스를 인코딩하기 위한 기초로서 사용되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    비디오 코딩 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 추가된 서브-블록들이 차이들을 결정하기 위해서 검출되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 차이들을 결정하기 위해서 서브-블록 특징들이 검출되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 서브-블록들의 블록 크기가 서브-블록 특징으로서 검출되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 블록 구조(MV_CIF;MV_4CIF)의 부분 블록(MB1_CIF..MB4_CIF;MB1_4CIF..MB4_4CIF)에 상응하는 상기 제 1 블록 구조(MV_QCIF;MV_CIF)의 부분 블록(MB1_QCIF..MB4_QCIF;MB1_CIF..MB4_CIF)만이 차이들을 결정하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 변경된 블록 구조는 임계치 결정에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  7. 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 자신의 블록 크기가 정의가능한 임계치에 도달하는 상기 제 2 블록 구조(MV_CIF;MV_4CIF)의 서브-블록들만이 상기 제 2 블록 구조(MV'_CIF;MV'_4CIF)로 인계되는(taken over) 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 임계치는 비교를 위해 사용되는 상기 제 1 블록 구조(MV_QCIF;MV_CIF)의 범위에 포함되는 블록 크기에 대한 상기 제 2 블록 구조(MV_CIF;MV_4CIF)의 서브-블록의 블록 크기 비율을 규정하는 방식으로 정해지고, 상기 범위의 가장 작은 서브-블록에 할당되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응된 서브-블록들은 비-다이애딕 방식(non-dyadic manner)으로 분할될 수 있는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 분해 레벨의 변경된 제 2 블록 구조(MV'_4CIF)가 제 3 분해 레벨의 제 1 블록 구조(MV_CIF)로서 사용되고, 상기 제 2 분해 레벨은 상기 제 3 분해 레벨보다 더 적은 수의 픽셀들을 갖는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  11. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 변경된 블록 구조(MV_CIF;MV_4CIF)로 인계되지 않는 서브-블록들이 각각의 경우에 식별되는 방식으로 인코딩이 수행되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 비-다이애딕하게 분할된 서브-블록들이 각각이 경우에 식별되는 방식으로 인코딩이 수행되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식별은 "not_refined"로 특별히 표시되는 지향 모드를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 비디오 코딩 방법.
  14. 인코딩된 이미지 시퀀스를 디코딩하기 위한 방법으로서,
    제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 방법에 따라 생성되어진 이미지 시퀀스에 포함된 제 2 변경된 블록 구조들을 고려하여 이미지 시퀀스의 스케일가능한 표현이 생성되는 것을 특징으로 하는,
    인코딩된 이미지 시퀀스 디코딩 방법.
  15. 인코딩된 이미지 시퀀스를 생성하기 위한 인코더로서,
    제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 방법을 실행하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    인코더.
  16. 디코더로서,
    제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 방법에 따라 생성되는 인코딩된 이미지 시퀀스를 디코딩하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    디코더.
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