KR20080020314A - Scalable video encoding apparatus and method and scalable video decoding apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치 및 스케일러블 영상 복호화장치의 개념을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining the concept of a scalable video encoding apparatus and a scalable video decoding apparatus according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림의 신택스의 일예를 나타내는 도면,2 is a diagram illustrating an example of a syntax of a scalable bitstream obtained from a scalable video encoding apparatus according to the present invention;
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 각 기본계층 혹은 확장계층에 포함되는 정보의 예를 보여주는 도면,3A to 3D are diagrams showing examples of information included in each base layer or extension layer shown in FIG. 2;
도 4는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치에서 확장계층 식별자를 싣기 위한 구간으로 스타트 코드의 예를 보여주는 도면,4 is a view showing an example of a start code as a section for loading an extended layer identifier in the scalable video encoding apparatus according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,5 is a block diagram showing a configuration according to a first embodiment of a scalable video encoding apparatus according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,6 is a block diagram showing a configuration according to a first embodiment of a scalable video decoding apparatus according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,7 is a block diagram showing a configuration according to a second embodiment of a scalable video encoding apparatus according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도,8 is a block diagram showing a configuration according to a second embodiment of a scalable video decoding apparatus according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제3 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도, 및9 is a block diagram showing a configuration according to a third embodiment of a scalable video encoding apparatus according to the present invention; and
도 10은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제3 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도이다.10 is a block diagram showing a configuration according to a third embodiment of a scalable video decoding apparatus according to the present invention.
본 발명은 스케일러블 영상 부호화장치 및 방법과 영상 복호화장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비트 깊이(bit-depth) 혹은 영상 포맷 중 적어도 하나를 변경시키더라도 복호화가 가능한 스케일러블 영상 부호화장치 및 방법과 스케일러블 영상 복호화장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a scalable video encoding apparatus and method and a video decoding apparatus and method, and more particularly, to a scalable video encoding apparatus capable of decoding even if at least one of bit-depth or video format is changed; The present invention relates to a method and a scalable video decoding apparatus and method.
일반적인 비디오 코덱에 있어서, 예를 들어 VC-1 엔코더와 같은 기본 엔코더의 비트 깊이를 기본비트 즉, 8 비트에서부터 확장비트, 예를 들면 10 비트로 변경하거나, VC-1 엔코더와 같은 기본 엔코더의 영상 포맷을 4:2:0으로부터 단순히 4:2:2 혹은 4:4:4로 변경하는 경우, VC-1 디코더는 비트 깊이가 확장된 개선된 엔코더 혹은 영상 포맷이 변경된 개선된 엔코더로부터 생성되는 비트스트림을 읽어들여 재생하는 것이 불가능하다. 근래 들어, 이와 같이 고정된 비트 깊이 혹은 고정된 영상 포맷 뿐만 아니라, 다양한 비트 깊이 혹은 다양한 영상 포맷으로 부호화된 비트스트림을 VC-1 디코더 및 다른 개선된 디코더에서 복원할 수 있도록 하는 순방향 호환성(forward compatibility)이 보장되는 비디오 코덱에 대한 개발의 필요성이 크게 대두되고 있다.In a typical video codec, for example, the bit depth of a basic encoder such as a VC-1 encoder is changed from a basic bit, i.e., 8 bits to an extended bit, for example 10 bits, or a video format of a basic encoder such as a VC-1 encoder. If we change from 4: 2: 0 to simply 4: 2: 2 or 4: 4: 4, the VC-1 decoder generates a bitstream generated from an enhanced encoder with extended bit depth or an improved encoder with changed video format. It is impossible to read and play it. In recent years, forward compatibility allows the VC-1 decoder and other advanced decoders to recover not only such fixed bit depths or fixed image formats, but also bitstreams encoded at various bit depths or various image formats. There is a great need to develop a video codec that is guaranteed.
즉, 순방향 호환성이 보장되지 않는 새로운 비디오 코덱은 기존의 기본 비디오 코덱만을 갖는 단말기를 지원할 수 없기 때문에 서로 다른 사양을 갖는 단말기 간의 콘텐츠 재사용 등이 불가능해진다. 또한, 이미 구축해 놓은 비디오 코덱 시장을 극복해야 하므로 새로운 비디오 코덱이 시장에서 자리를 잡기까지 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.That is, a new video codec that does not guarantee forward compatibility cannot support a terminal having only an existing basic video codec, and thus content reuse between terminals having different specifications is not possible. In addition, there is a disadvantage that it takes a long time before the new video codec takes place in the market because it has to overcome the already established video codec market.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비트 깊이(bit-depth)를 기본 비트에서부터 확장비트로 변경시키거나, 제1 영상 포맷을 제2 혹은 제3 영상 포맷으로 변경시켜 부호화할 수 있는 스케일러블 영상 부호화장치 및 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY An aspect of the present invention provides a scalable video encoding apparatus capable of encoding a bit depth by changing from a basic bit to an extended bit, or by changing a first video format to a second or third video format and encoding the same. To provide a method.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 비트 깊이(bit-depth)를 기본비트에서부터 확장비트로 변경시키거나, 제1 영상 포맷을 제2 혹은 제3 영상 포맷으로 변경시켜 부호화함으로써 얻어지는 비트스트림을 복호화하기 위한 스케일러블 영상 복호화장치 및 방법을 제공하는데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to decode a bitstream obtained by changing a bit depth from a basic bit to an extended bit, or by changing a first video format to a second or third video format. The present invention provides a scalable video decoding apparatus and method.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치는 기본비트 및 상기 기본비트와는 다른 확장비트의 비트깊이를 지원하는 스케일러블 비트스트림을 생성하기 위하여, 영상데이터를 상기 기본비트의 비트깊 이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수를 포함하는 기본계층 비트스트림을 생성하는 기본계층 부호화부; 상기 영상데이터를 상기 확장비트의 비트깊이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 및 상기 확장비트와 상기 기본비트간의 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 확장계층 비트스트림을 생성하는 확장계층 부호화부; 및 상기 기본계층 비트스트림 및 상기 확장계층 비트스트림을 결합하여 스케일러블 비트스트림을 생성하는 비트스트림 결합부를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the scalable video encoding apparatus according to the present invention generates a scalable bitstream supporting a base bit and a bit depth of an extension bit different from the base bit. A base layer encoder for generating a base layer bitstream including data obtained by encoding according to bit depths, an extended quantization level, and a basic quantization coefficient; An extension layer encoder for generating an extension layer bitstream including data obtained by encoding the image data according to bit depths of the extension bits, and an extension index for compensating a difference between the extension bits and the basic bits; And a bitstream combiner configured to combine the base layer bitstream and the enhancement layer bitstream to generate a scalable bitstream.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화방법은 기본비트 및 상기 기본비트와는 다른 확장비트의 비트깊이를 지원하는 스케일러블 비트스트림을 생성하며, 상기 스케일러블 비트스트림은 영상데이터를 상기 기본비트의 비트깊이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수를 포함하는 기본계층 비트스트림; 및 상기 영상데이터를 상기 확장비트의 비트깊이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 및 상기 확장비트와 상기 기본비트간의 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 확장계층 비트스트림을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above technical problem, the scalable video encoding method according to the present invention generates a scalable bitstream supporting a base bit and a bit depth of an extension bit different from the base bit, wherein the scalable bitstream is image data. A base layer bitstream including data, an extended quantization level, and a basic quantization coefficient obtained by encoding H according to the bit depth of the basic bit; And an extension layer bitstream including data obtained by encoding the image data according to the bit depth of the extension bit, and an extension index for compensating for the difference between the extension bit and the basic bit.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치는 제1 영상포맷 및 상기 제1 영상포맷과는 다른 제2 영상포맷을 지원하는 스케일러블 비트스트림을 생성하는 스케일러블 영상 부호화장치에 있어서, 상기 제2 영상포맷의 휘도블럭을 부호화하여 얻어지는 제1 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제1 영상포맷의 색차블럭을 부호화하여 얻어지는 색차블록 비트스트림으로 이루어 지는 기본계층 비트스트림을 생성하는 기본계층 부호화수단; 상기 제2 영상포맷의 휘도블럭을 부호화하여 얻어지는 제2 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제2 영상포맷의 복원된 색차블럭과 원래의 색차블럭간의 색차 차이영상을 부호화하여 얻어지는 색차 차이영상 비트스트림으로 이루어지는 확장계층 비트스트림을 생성하는 확장계층 부호화수단; 및 상기 기본계층 비트스트림 및 상기 확장계층 비트스트림을 결합하여 스케일러블 비트스트림을 생성하는 비트스트림 결합부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a scalable video encoding apparatus includes a first video format and a scalable video encoding apparatus for generating a scalable bitstream that supports a second video format different from the first video format. And a base layer for generating a base layer bitstream including a first luminance block bitstream obtained by encoding the luminance block of the second image format and a chrominance block bitstream obtained by encoding the chrominance block of the first image format. Encoding means; And a second luminance block bitstream obtained by encoding the luminance block of the second image format, and a chrominance difference image bitstream obtained by encoding the color difference image between the restored color difference block and the original color difference block of the second image format. Enhancement layer encoding means for generating an enhancement layer bitstream; And a bitstream combiner configured to combine the base layer bitstream and the enhancement layer bitstream to generate a scalable bitstream.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화방법은 상기 제2 영상포맷의 휘도블럭을 부호화하여 얻어지는 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제1 영상포맷의 색차블럭을 부호화하여 얻어지는 제1 색차블록 비트스트림으로 이루어지는 기본계층 비트스트림; 및 상기 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제2 영상포맷의 복원된 색차블럭과 원래의 색차블럭간의 색차 차이영상을 부호화하여 얻어지는 제2 색차블럭 비트스트림으로 이루어지는 확장계층 비트스트림을 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scalable video encoding method in which a luminance block bitstream obtained by encoding a luminance block of the second image format and a first color difference obtained by encoding a color difference block of the first image format. A base layer bitstream consisting of a block bitstream; And an enhancement layer bitstream including the luminance block bitstream and a second chrominance block bitstream obtained by encoding a color difference image between the restored color difference block of the second image format and the original color difference block.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치는 기본비트 및 상기 기본비트와는 다른 확장비트의 비트깊이와, 제1 영상포맷 및 상기 제1 영상포맷과는 다른 제2 영상포맷을 지원하는 스케일러블 비트스트림을 생성하는 스케일러블 영상 부호화장치에 있어서, 상기 제2 영상포맷의 휘도블럭을 상기 기본비트의 비트깊이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수를 포함하는 제1 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제1 영상포맷의 색차블럭을 부호화하여 얻어지는 색차블록 비트스트림으로 이루어지는 기 본계층 비트스트림을 생성하는 기본계층 부호화수단; 상기 제2 영상포맷의 휘도블럭을 상기 확장비트의 비트깊이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 및 상기 확장비트와 상기 기본비트간의 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 제2 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제2 영상포맷의 복원된 색차블럭과 원래의 색차블럭간의 색차 차이영상을 부호화하여 얻어지는 색차블럭 비트스트림으로 이루어지는 확장계층 비트스트림을 생성하는 확장계층 부호화수단; 및 상기 기본계층 비트스트림 및 상기 확장계층 비트스트림을 결합하여 스케일러블 비트스트림을 생성하는 비트스트림 결합부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scalable video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention, including a bit depth of a base bit and an extension bit different from the base bit, and a first video format and a second video format different from the first video format. A scalable video encoding apparatus for generating a scalable bitstream that supports the data, comprising: data obtained by encoding a luminance block of the second video format according to the bit depth of the basic bit, an extended quantization level, and a basic quantization coefficient Base layer encoding means for generating a base layer bitstream comprising a first luminance block bitstream and a chrominance block bitstream obtained by encoding a chrominance block of the first video format; A second luminance block bitstream including data obtained by encoding the luminance block of the second image format according to the bit depth of the extension bit, and an extension index for compensating a difference between the extension bit and the basic bit; Enhancement layer encoding means for generating an enhancement layer bitstream comprising a color difference block bitstream obtained by encoding a color difference image between the restored color difference block of the second image format and the original color difference block; And a bitstream combiner configured to combine the base layer bitstream and the enhancement layer bitstream to generate a scalable bitstream.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화방법은 기본비트 및 상기 기본비트와는 다른 확장비트의 비트깊이와, 제1 영상포맷 및 상기 제1 영상포맷과는 다른 제2 영상포맷을 지원하는 스케일러블 비트스트림을 생성하며, 상기 스케일러블 비트스트림은 상기 제2 영상포맷의 휘도블럭을 상기 기본비트의 비트깊이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수를 포함하는 제1 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제1 영상포맷의 색차블럭을 부호화하여 얻어지는 색차블록 비트스트림으로 이루어지는 기본계층 비트스트림; 및 상기 제2 영상포맷의 휘도블럭을 상기 확장비트의 비트깊이에 따라서 부호화하여 얻어지는 데이터, 및 상기 확장비트와 상기 기본비트간의 차이를 보상하기 위한 확장지수를 포함하는 제2 휘도블럭 비트스트림과, 상기 제2 영상포맷의 복원된 색차블럭과 원래의 색차블럭간의 색차 차이영상을 부호화하여 얻어지는 색차 차이영상 비트스트림으로 이루어지는 확장계층 비트스트림을 포함하여 이루어진 다.In order to achieve the above technical problem, the scalable video encoding method according to the present invention includes a bit depth of a base bit and an extension bit different from the base bit, a first video format, and a second video format different from the first video format. Generating a scalable bitstream that supports the data stream, wherein the scalable bitstream includes data obtained by encoding the luminance block of the second image format according to the bit depth of the basic bit, an extended quantization level, and a basic quantization coefficient. A base layer bitstream comprising a luminance block bitstream and a chrominance block bitstream obtained by encoding the chrominance block of the first video format; And a second luminance block bitstream including data obtained by encoding the luminance block of the second image format according to the bit depth of the extension bit, and an expansion index for compensating for the difference between the extension bit and the basic bit. And an enhancement layer bitstream including a color difference image bit stream obtained by encoding a color difference image between the restored color difference block of the second image format and the original color difference block.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치는 수신되는 비트스트림을 해석하여 확장계층 식별자를 포함하는지 판단하는 비트스트림 해석부; 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우 상기 비트스트림 중 기본계층 비트스트림을 복호화하여 기본 복원영상을 생성하고, 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우 복호화된 기본계층 정보를 제공하는 기본계층 복호화부; 상기 비트스트림이 상기 확장계층 식별자를 포함하는 경우 상기 비트스트림 중 확장계층 비트스트림을 복호화하는 확장계층 복호화부; 및 상기 복호화된 기본계층 정보를 이용하여 상기 확장계층 비트스트림의 비트깊이를 복원하는 비트깊이 복원부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scalable video decoding apparatus including: a bitstream analyzer for analyzing a received bitstream to determine whether an extension layer identifier is included; When the bitstream does not include the enhancement layer identifier, a base layer decoding is performed to decode a base layer bitstream of the bitstream to generate a basic reconstructed image, and when the bitstream includes the enhancement layer identifier, to provide decoded base layer information. part; An enhancement layer decoder for decoding an enhancement layer bitstream of the bitstream when the bitstream includes the enhancement layer identifier; And a bit depth recovery unit for restoring a bit depth of the enhancement layer bitstream using the decoded base layer information.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화방법은 수신되는 비트스트림을 해석하여 스케일러블 비트스트림인지 판단하는 단계; 상기 비트스트림 중 기본계층 비트스트림을 복호화하는 단계; 상기 비트스트림이 스케일러블 비트스트림인 경우 상기 기본계층 복호화부에서 복호화된 기본계층 정보를 이용하여 상기 비트스트림 중 확장계층 비트스트림을 복호화하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scalable video decoding method comprising: analyzing a received bitstream to determine whether the scalable bitstream is a scalable bitstream; Decoding a base layer bitstream of the bitstream; And decoding the enhancement layer bitstream of the bitstream by using the base layer information decoded by the base layer decoder when the bitstream is a scalable bitstream.
상기 스케일러블 영상 부호화방법 및 스케일러블 영상 복호화방법은 바람직하게는 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현할 수 있다.The scalable video encoding method and the scalable video decoding method may be embodied as a computer readable recording medium having recorded thereon a program for execution on a computer.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치 및 스케일러블 영상 복호화장치의 개념을 설명하기 위한 것으로서, 엔코더 파트는 기본 엔코더의 역할을 하는 제1 엔코더(113)와 개선된 엔코더의 역할을 하는 제2 엔코더(117)를 예를 들고, 디코더 파트는 기본 디코더의 역할을 하며 제1 엔코더(113)에 대응되는 제1 디코더(153)와 개선된 디코더의 역할을 하며 제2 엔코더(117)에 대응되는 제2 디코더(157)를 예를 들기로 한다. 일실시예에서, 제1 엔코더(113)는 기본비트와 제1 영상 포맷에 따른 비트스트림을 생성하고, 제2 엔코더(117)는 기본비트와 확장비트를 지원하고, 제1 영상포맷에 따른 스케일러블 비트스트림을 생성한다. 다른 실시예에서, 제1 엔코더(113)는 기본비트와 제1 영상 포맷에 따른 비트스트림을 생성하고, 제2 엔코더(117)는 제1 및 제2 영상포맷을 지원하고, 기본비트에 따른 스케일러블 비트스트림을 생성한다. 또 다른 실시예에서, 제1 엔코더(113)는 기본비트와 제1 영상 포맷에 따른 비트스트림을 생성하고, 제2 엔코더(117)는 기본비트와 확장비트를 지원하고, 제1 및 제2 영상 포맷을 지원하는 스케일러블 비트스트림을 생성하거나, 또는, 기본비트와 확장비트를 지원하고, 제1 및 제3 영상 포맷을 지원하는 스케일러블 비트스트림을 생성한다. 1 illustrates a concept of a scalable video encoding apparatus and a scalable video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein an encoder part includes a
설명의 편의를 위하여, 기본비트는 8 비트, 확장비트는 10 비트, 제1 영상 포맷은 4:2:0, 제2 영상 포맷은 4:2:2, 제3 영상 포맷을 4:4:4를 예로 들기로 한다. 이에 따르면, 제1 엔코더(113)의 일예로서 8 비트와 4:2:0 영상 포맷을 지원 하는 VC-1 엔코더가 채택될 수 있다. For convenience of explanation, the basic bit is 8 bits, the extension bit is 10 bits, the first video format is 4: 2: 0, the second video format is 4: 2: 2, and the third video format is 4: 4: 4. Let's take an example. Accordingly, as an example of the
도 1을 참조하면, 제1 엔코더(113)에서 생성된 비트스트림(131)은 제1 디코더(153) 뿐만 아니라 제2 디코더(157)에서 복호화가 수행될 수 있다. 제2 엔코더(117)에서 생성된 스케일러블 비트스트림(137)은 제2 디코더(157)에서 복호화가 수행될 수 있으며, 제1 디코더(153)에서는 스케일러블 비트스트림에 포함된 확장계층 비트스트림을 무시한 상태에서 기본계층 비트스트림에 대하여 복호화가 수행될 수 있다. 이와 같은 순방향 호환성(forward compatability)을 제공할 수 있는 제2 엔코더(117)가 본 발명의 스케일러블 영상 부호화장치에 해당하고, 제2 디코더(157)가 본 발명의 스케일러블 영상 복호화장치에 해당한다.Referring to FIG. 1, the bitstream 131 generated by the
도 2는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림의 신택스의 일예를 나타내는 것으로서, 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림으로 이루어진다.2 illustrates an example of the syntax of a scalable bitstream obtained from a scalable video encoding apparatus according to the present invention, and includes a base layer bitstream and an extension layer bitstream.
도 2를 참조하면, 스케일러블 비트스트림은 구체적으로 기본계층(base layer) 시퀀스 레벨(211), 확장계층(enhancement layer) 시퀀스 레벨(213), 기본계층 GOP(Group Of Pictures) 레벨(215), 확장계층 GOP 레벨(217), 확장계층 픽쳐 레벨(219), 기본계층 픽쳐 레벨(221), 기본계층 픽쳐데이터(223), 및 확장계층 픽쳐데이터(225)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 확장계층 픽쳐 레벨(219)이 기본계층 픽쳐 레벨(221)의 앞에 위치하고 있으나, 확장계층 픽쳐 헤더(219)가 기본계층 픽쳐 헤더(221)의 뒤에 위치하는 것도 가능하다.Referring to FIG. 2, the scalable bitstream may include a base
기본계층과 관련된 정보(211,215,221,223)는 제1 엔코더(113)로부터 얻어지 고, 확장계층과 관련된 정보(213,217,219,225)는 제1 엔코더(113)와 제2 엔코더(117)로부터 얻어진다. 여기서, 시퀀스는 적어도 하나 이상의 부호화된 픽쳐들 혹은 적어도 하나 이상의 GOP들로 구성된다. GOP는 적어도 하나 이상의 부호화된 픽쳐들로 구성되며, VC-1 코덱의 경우 엔트리 포인트(entry-point)가 사용될 수도 있다. 여기서, 각 GOP에서 첫번째 픽쳐는 랜덤 억세스를 제공할 수 있다. 한편, 픽쳐는 매크로블럭들로 분해되고, 영상 포맷이 4:2:0인 경우 각 매크로블럭은 4개의 휘도블럭과 2개의 색차블럭으로 이루어진다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 각 기본계층 혹은 확장계층에 포함되는 정보의 예를 보여주는 것으로서, 도 3a는 확장계층 시퀀스 레벨(213)에 포함되는 정보로서 확장계층에서 제공할 수 있는 부가 프로파일 및 레벨 정보(311), 확장계층에서 지원할 수 있는 비트 깊이 정보(313)를 포함한다. 여기서, 영상 포맷 정보(315)는 기본계층 시퀀스 레벨(211)에서 정의하는 것이 가능할 경우 확장계층 시퀀스 레벨(213)에 포함시키지 않아도 무방하다. 도 3b는 확장계층 픽쳐 레벨(219)에 포함되는 정보로서, 기본계층에서는 표현하지 못하는 확장계층의 나머지 비트 깊이를 나타내기 위한 확장지수(Refined QP, 이하 R이라 칭함)를 포함한다.3A to 3D show examples of information included in each base layer or extension layer shown in FIG. 2, and FIG. 3A is information included in the extension
도 3c는 기본계층 픽쳐 레벨(221)에 포함되는 정보로서, 제1 엔코더(113)의 기본 양자화계수를 포함한다. 도 3d는 확장계층 픽쳐 데이터 영역(225)에 포함되는 정보로서, 제1 엔코더(113)와 제2 엔코더(117)의 영상 포맷이 서로 다른 경우 부호화된 색차 차이 영상을 나타낸다. 한편 도시되지는 않았으나, 본 발명에 있어서 비트깊이를 확장하는 경우에는 기본계층 픽쳐 데이터영역(223)에 기본 양자화레 벨 대신 확장 양자화레벨이 포함되는 한편, 확장계층 픽쳐 데이터영역(225)에는 확장 양자화레벨이 포함되지 않는다.3C is information included in the base
도 4는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림에 있어서 확장계층 식별자를 포함하여 확장계층과 관련된 정보를 싣기 위한 영역을 설명하기 위한 것이다. 제1 엔코더(113)가 VC-1 엔코더인 경우 일실시예에서는 4 바이트 단위의 스타트 코드(start code)를 사용한다. VC-1 엔코더의 경우 스타트 코드는 어드밴스트 프로파일(Advanced profile) 이상에서 지원될 수 있다. 한편, 스타트 코드는 각 레벨의 헤더에 첫번째 영역에 포함될 수 있다.FIG. 4 illustrates an area for loading information related to an extension layer, including an extension layer identifier, in a scalable bitstream obtained from the scalable video encoding apparatus according to the present invention. When the
도 4를 참조하여 일실시예로 사용된 VC-1의 스타트 코드에서 확장계층과 관련된 정보를 싣는 과정을 설명하기로 한다. 스타트 코드에 있어서 서픽스(suffix)에 정의되는 BDU(Bitstream Data Unit) 타입 중에서 미래의 사용을 위하여 예약된 예비영역(reserved area, 451,452,453,454)을 확장계층과 관련된 정보를 담기 위하여 사용한다. 여기서, BDU는 동일한 계층 레벨에 있는 다른 정보와는 독립적으로 파싱될 수 있는 압축 데이터 단위를 의미하며, 예를 들면 시퀀스 헤더, 엔트리 포인트 헤더, 부호화된 픽쳐 혹은 슬라이스일 수 있다. 스타트 코드의 서픽스에 정의되는 BDU 타입 중 금지영역(422) 이외의 나머지 영역들(411~421)은 기본계층과 관련된 정보를 담기 위한 것이다. 여기서, 스타트 코드는 일예에 불과하며, 비트스트림의 구성요소 중 다른 부분을 사용할 수도 있다.A process of loading information related to an extension layer in a start code of VC-1 used as an embodiment will be described with reference to FIG. 4. In the start code, among reserved bitstream data unit (BDU) types defined in the suffix, reserved areas (451,452,453,454) reserved for future use are used to contain information related to the extension layer. Here, the BDU refers to a compressed data unit that can be parsed independently of other information in the same hierarchical level, and may be, for example, a sequence header, an entry point header, an encoded picture, or a slice. The remaining
한편, 확장계층은 시퀀스 레벨, GOP(Group Of Pictures) 레벨, 프레임 레벨, 필드 레벨 및 슬라이스 레벨을 포함한다. 확장계층의 정보는 일실시예에서 제2 예 비영역(452) 및 제4 예비영역(454) 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x09' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x40'에 확장계층의 시퀀스 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x08' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3F'에 확장계층의 GOP 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x07' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3E'에 확장계층의 프레임 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x06' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3D'에 확장계층의 필드 레벨에 대한 헤더에 스타트 코드가 포함되고, 제2 예비영역(452) 중에서 '0x06' 혹은 제4 예비영역(454) 중에서 '0x3C'에 확장계층의 데이터에 대한 헤더에 확장 색차 데이터를 위한 스타트 코드가 포함된다. 이를 보다 세부적으로 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the enhancement layer includes a sequence level, a group of pictures (GOP) level, a frame level, a field level, and a slice level. The information of the extended layer may be included in any one of the second
제2 예비영역(452) 중 '0x09'에 정의되는 확장계층 시퀀스 레벨에 대한 헤더의 스타트 코드에 포함시킬 수 있는 정보로는, 기본계층 이외에 확장계층에 의해 달성할 수 있는 부가적인 프로파일 및 레벨 정보, 및 비트 깊이 정보를 들 수 있다. 구체적으로 기본계층의 시퀀스 레벨에서는 프로파일은 2 비트로 정의되며, '3'은 어드밴스트 프로파일을, '0-2'은 예비영역을 나타낸다. 한편, 레벨은 3 비트로 정의되며, '000'은 AP@LO, '001'은 AP@L1, '010'은 AP@L2, '011'은 AP@L3, '100'은 AP@L4, '101-111'은 예비영역을 나타낸다. 확장계층에 의해 달성될 수 있는 비트 깊이 정보는 "N - 8"(여기서, N은 확장계층의 비트 깊이)의 값으로 나타낼 수 있으며, 기본계층에 대응하는 제1 엔코더(도 1의 113)의 비트 깊이에 따라서 8 이외의 값을 사용할 수 있다. 한편, 확장계층에 대한 정보로는 변경된 영상포맷 정보가 포함될 수 있는데, 영상포맷 정보는 기본계층의 시퀀스 레벨에 포함되는 변수, 예를 들면 VC-1 엔코더인 경우 'COLORDIFF' 변수를 활용하여 나타내거나, 제2 예비영역(452) 중 '0x09'에 포함시킬 수 있다. 즉, 기본계층의 변수를 활용할 경우 확장계층에서는 변경되는 영상포맷 정보를 별도로 전송할 필요가 없다. 'COLORDIFF' 변수의 예를 살펴보면, '1'은 4:2:0 영상포맷을 정의하는데 사용하고, '2'와 '3'은 예비영역으로 지정되어 있으므로 바람직하게는 4:2:2 영상포맷과 4:4:4 영상포맷을 정의하는데 사용할 수 있다. 한편, 확장계층에 대한 정보로서, 부가적인 HRD(Hypothetical Reference Decoder) 변수가 포함될 수 있다. HRD 변수는 가상 비디오 버퍼 변수로서, 디코더에서 버퍼 운용을 위하여 참고하는 변수이다.As information that can be included in the start code of the header for the extended layer sequence level defined at '0x09' in the second
제2 예비영역(452) 중 '0x08'에 정의되는 확장계층 GOP 레벨에 대한 헤더의 스타트 코드는 비트 깊이 혹은 영상 포맷이 GOP 단위로 변경되지 않는 경우에는 불필요하므로 예비영역으로 지정되고, 비트 깊이 혹은 영상 포맷이 GOP 단위로 변경되는 경우 필요로 한다.The start code of the header for the extended layer GOP level defined at '0x08' in the second
제2 예비영역(452) 중 '0x07' 및 '0x06'에 정의되는 확장계층의 픽쳐 레벨 즉, 프레임 레벨 및 필드 레벨의 헤더에 대한 스타트 코드는 순차(progressive) 주사 혹은 비월(interlaced) 주사에 따라서 기본계층에서는 표현하지 못하는 확장계층의 나머지 비트 깊이를 나타내기 위한 확장지수(R)를 포함하며, 일실시예에서는 제1 엔코더(113)의 비트 깊이가 8 비트인 경우 'N-8'(여기서, N은 제2 엔코더(117) 의 비트 깊이를 나타낸다)에 대한 확장지수(R)의 값을 정의한다. 이 경우는 픽쳐 단위로 확장지수(R)를 사용하므로 픽쳐 레벨에 포함시키는 것이나, 다른 실시예에 따르면 슬라이스 단위로 확장지수(R)를 사용하는 경우에는 슬라이스 레벨에, 매크로블럭 단위로 확장지수(R)를 사용하는 경우에는 매크로블럭 레벨에, 블록 단위로 확장지수(R)를 사용하는 경우에는 블록 레벨에 포함시킨다. 각 슬라이스, 각 매크로블럭 혹은 각 블록에 대한 확장지수(R)를 산출하기 위해서는 후술하는 픽쳐 레벨의 확장지수(R)를 산출하는 과정을 적용할 수 있다. The start code for the picture level of the extended layer defined in '0x07' and '0x06' of the second
제2 예비영역(452) 중 '0x05'에 정의되는 확장계층의 데이터의 헤더에 대한 스타트 코드는 기본계층과 비교하여 확장계층의 영상포맷이 변경되지 않는 경우 불필요하므로 예비영역으로 지정된다. 즉, 기본계층과 확장계층의 영상포맷이 4:2:0으로 동일한 경우, 하나의 매크로블럭을 이루는 4개의 휘도블럭과 2개의 색차블럭에 대한 데이터는 기본계층에서 전송된다. 한편, 기본계층과 확장계층의 영상포맷이 서로 다른 경우, 예를 들어 기본계층의 영상포맷이 4:2:0이고 확장계층의 영상포맷이 4:2:2이거나, 기본계층의 영상포맷이 4:2:0이고 확장계층의 영상포맷이 4:4:4인 경우 4개의 휘도블럭과 2개의 색차블럭에 대한 데이터를 기본계층에서 전송하는 것과 동시에 확장계층에서는 변경된 영상포맷을 지원할 수 있도록 영상포맷에 대응하는 차이 색차블럭에 대한 데이터를 전송한다. 한편, 4개의 휘도블럭에 대한 데이터는 영상포맷에 상관없이 동일하므로 확장계층에서 별도의 데이터를 전송할 필요는 없다.The start code for the header of the data of the extended layer defined in '0x05' of the second
한편, 상기 확장계층과 관련된 정보는 도 4에 기재된 스타트 코드에 제한되 지 않으며, 시퀀스레벨, GOP 레벨, 픽쳐 레벨, 매크로블럭 레벨, 블록 레벨에서 미래의 사용을 위해 남겨둔 예비영역(reserved area)에 포함될 수 있다. 또한, 비트스트림을 전송하기 위하여 영상 비트스트림을 페이로드(payload)로 하고, 이를 패키징하는 시스템 계층이나, 네트워크 프로토콜의 다양한 계층에 다양한 형태로 확장계층 식별자를 포함할 수도 있다. On the other hand, the information related to the extension layer is not limited to the start code described in FIG. 4 and is stored in a reserved area reserved for future use at the sequence level, the GOP level, the picture level, the macroblock level, and the block level. May be included. In addition, in order to transmit the bitstream, the video bitstream may be a payload, and may include an extension layer identifier in various forms in a system layer for packaging the packet or various layers of a network protocol.
다음, 비트 깊이를 확장함에 따른 스케일러블 비트스트림을 얻는 과정을 살펴보면 다음과 같다.Next, a process of obtaining a scalable bitstream as the bit depth is expanded is as follows.
제1 엔코더(113)가 8 비트 엔코더이고, 제2 엔코더(117)가 N 비트 엔코더를 예로 들면, 제2 엔코더(117)로부터 얻어지는 스케일러블 비트스트림에 포함되는 확장계층 비트스트림의 픽쳐레벨의 스타트 코드는 제1 엔코더(113)에서 표현하지 못하는 비트깊이의 나머지 부분을 표현하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 비트 깊이가 N 비트이고, 이때 확장 양자화계수를 QPN이라고 하는 경우, QPN은 비트 깊이가 8 비트인 경우의 기본 양자화계수 QP8, 및 확장지수(R)를 사용하여 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 확장 양자화계수 QPN 혹은 기본 양자화계수 QP8은 VC-1 엔코더의 경우 'PQINDEX"로부터 유도된다.When the
상기 수학식 1에 의하여 확장지수(R)는 다음 수학식 2에 의해 구해질 수 있다.According to Equation 1, the expansion index R may be obtained by Equation 2 below.
여기서, 확장지수(R)이 범위는 [-T, T-1]이며, T는 에 해당한다. 한편, QPN 이 2(N-8)의 배수인 경우에는 R은 0이다.Here, the expansion index (R) is in the range [-T, T-1], where T is Corresponds to On the other hand, when QP N is a multiple of 2 (N-8) , R is 0.
구체적으로, 제2 엔코더(117)가 10 비트 엔코더인 경우, 변환계수, 예를 들면 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수는 확장 양자화계수 QP10으로 나누어져 양자화되고, 양자화된 결과인 확장 양자화레벨은 'Level10' 이 되며, 이때 수학식 1에 따르면 의 관계가 성립한다. 한편, 제2 디코더(157)에서 복원되는 DCT 계수는 이 된다. 이때, QP10의 범위는 이므로, 각 확장 양자화계수 QP10의 값에 따른 기본 양자화계수 QP8의 값과 확장지수(R)의 값은 다음과 같다.Specifically, when the
목표로 하는 확장 양자화계수 QP10의 값에 따라서 제2 엔코더(117)는 DCT 계 수를 확장 양자화계수 QP10로 나누어 양자화하고, 양자화된 결과인 확장 양자화레벨 'Level10'과 상기와 같이 결정되는 기본 양자화계수 QP8의 값은 스케일러블 비트스트림 중 기본계층의 픽쳐레벨에 포함시켜 전송하고, 확장지수(R)의 값은 스케일러블 비트스트림 중 확장계층의 픽쳐레벨에 포함시켜 전송한다.According to the target extended quantization coefficient QP 10 , the
이와 같은 스케일러블 비트스트림을 수신한 제1 디코더(153)는 기본계층을 통하여 전송된 확장 양자화레벨 'Level10' 값과 기본 양자화계수 QP8을 이용하여 복원된 DCT 계수, 즉 을 구하고, 제2 디코더(157)는 기본계층을 통해 전송된 'Level10' 값과 기본 양자화계수 QP8, 및 확장계층을 통해 전송된 확장지수(R)을 이용하여 복원된 DCT 계수, 즉 을 구한다.Receiving such a scalable bitstream, the
구체적으로 살펴보면, 제2 엔코더(117)에서는 예를 들어 DCT 계수가 '482'이고, 확장 양자화계수 QP10이 '13'이면, 기본계층에는 확장 양자화 레벨 "Level10"인 '37'과 기본 양자화계수 QP8인 '3'을, 확장계층에는 확장지수(R) 값인 '1'을 포함시킨 스케일러블 비트스트림을 형성하여 전송한다. Specifically, in the
한편, 스케일러블 비트스트림을 수신한 제1 디코더(153)는 복원된 DCT 계수로서 '111'(= 37 X 3)을 얻고, 제2 디코더(157)는 복원된 DCT 계수로서 '481'(= 444 + 37 X 1)을 얻는다.Meanwhile, the
한편, 영상포맷을 변경함에 따른 스케일러블 비트스트림을 얻는 과정을 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, a process of obtaining a scalable bitstream by changing an image format will be described below.
제1 엔코더(113)와 제2 엔코더(117)의 영상포맷이 서로 다른 경우 공간 스케일러빌러티(spatial scalability) 개념을 적용하여 스케일러블 비트스트림을 형성한다. 일예를 들어 제1 엔코더(113)의 영상포맷이 4:2:0이고, 제2 엔코더(117)의 영상포맷이 4:2:2인 경우, 제1 엔코더(113)에 입력되기에 앞서 색차 블럭에 대하여 세로 방향으로 1/2 배의 다운 샘플링(down sampling)을 수행하여 4:2:0 영상포맷으로 재구성한다. 재구성된 4:2:0 영상은 제1 엔코더(113)에서 부호화되고 기본계층 비트스트림을 형성한다. 한편, 제2 엔코더(117)에 입력되기에 앞서, 기본계층으로 전송되는 4:2:0 영상의 복원영상에 대하여 세로방향으로 2 배의 업 샘플링(up sampling)을 수행하고, 업 샘플링결과 얻어지는 4:2:2 복원영상과 4:2:2 원영상간의 색차 차이영상을 구한다. 구해진 색차 차이영상은 제2 엔코더(117)에서 CBP(Coded Block Pattern)와 함께 부호화되어 확장계층 비트스트림을 형성한다. When the image formats of the
한편, 다른 예를 들어, 제1 엔코더(113)의 영상포맷이 4:2:0이고, 제2 엔코더(117)의 영상포맷이 4:4:4인 경우, 제1 엔코더(113)에 입력되기에 앞서 색차 블럭에 대하여 가로 및 세로 방향으로 1/2 배의 다운 샘플링(down sampling)을 수행하여 4:2:0 영상포맷으로 재구성한다. 재구성된 4:2:0 영상은 제1 엔코더(113)에서 부호화되고 기본계층 비트스트림을 형성한다. 한편, 제2 엔코더(117)에 입력되기에 앞서, 기본계층으로 전송되는 4:2:0 영상의 복원영상에 대하여 가로 및 세로방향으로 2 배의 업 샘플링(up sampling)을 수행하고, 업 샘플링결과 얻어지는 4:4:4 복원영상과 4:4:4 원영상간의 색차 차이영상을 구한다. 구해진 색차 차이영상은 제2 엔코더(117)에서 CBP(Coded Block Pattern)와 함께 부호화되어 확장계층 비트스트림을 형성한다.On the other hand, in another example, when the video format of the
여기서, 제1 엔코더(113) 혹은 제2 엔코더(117)의 기본계층 부호화부(도 5의 510)에서 사용되는 CBP는 4:2:0 영상포맷의 경우 6비트로, 4:2:2 영상포맷의 경우 8비트로, 4:4:4 영상포맷의 경우 12비트로 이루어진다. 한편, 제2 엔코더(117)의 확장계층 부호화부(도 5의 530)에서 사용되는 CBP는 색차블럭에 대해서만 부호화과정이 수행되므로 4:2:2 영상포맷의 경우 2비트로, 4:4:4 영상포맷의 경우 4비트로 이루어진다.Here, the CBP used in the base layer encoder (510 of FIG. 5) of the
도 5는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도로서, 기본계층 부호화부(510), 확장계층 부호화부(530) 및 비트스트림 결합부(550)를 포함하여 이루어진다. 스케일러블 영상 부호화장치의 제1 실시예는 엔코더와 디코더가 서로 다른 비트깊이를 갖는 경우 적용될 수 있다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a scalable video encoding apparatus according to a first embodiment of the present invention, and includes a
도 5를 참조하면, 기본계층 부호화부(510)는 영상데이터를 부호화하여 기본 비트에 해당하는 비트깊이를 지원하는 기본계층 비트스트림을 생성하며, 기본계층 비트스트림에는 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수가 포함된다. 여기서, 확장 양자화레벨은 확장계층 부호화부(530)의 부호화과정 중 양자화시 생성된다.Referring to FIG. 5, the
확장계층 부호화부(530)는 영상데이터를 부호화하여 확장비트에 해당하는 비트깊이를 지원하는 확장계층 비트스트림을 생성하며, 확장계층 비트스트림에는 도 3b에서와 같이 확장지수(R)가 포함될 뿐 확장 양자화레벨은 포함되지 않는다. The
비트스트림 결합부(550)는 기본계층 비트스트림 및 확장계층 비트스트림을 서로 독립적으로 결합하여 도 2에 일예를 든 신택스를 갖는 스케일러블 비트스트림을 생성한다.The
도 6은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도로서, 비트스트림 해석부(610), 기본계층 복호화부(630), 확장계층 복호화부(650) 및 비트깊이 복원부(670)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 스케일러블 영상 복호화장치는 비트스트림 해석부(610)와 기본계층 복호화부(630)로 이루어지는 것도 가능하다. 6 is a block diagram showing a configuration according to a first embodiment of a scalable video decoding apparatus according to the present invention, including a
도 6을 참조하면, 비트스트림 해석부(610)는 수신되는 스케일러블 비트스트림을 해석하여 확장계층 식별자를 포함하고 있는지를 판단한다. Referring to FIG. 6, the
기본계층 복호화부(630)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우 스케일러블 비트스트림 중 기본계층 비트스트림을 복호화하여 기본비트에 해당하는 비트깊이를 갖는 기본 복원영상을 생성한다. 한편, 기본계층 복호화부(630)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는 경우 스케일러블 비트스트림으로부터 분리되는 기본계층 비트스트림의 복호화과정 중 역양자화시 사용된 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수를 비트깊이 복원부(670)로 제공한다.When the scalable bitstream does not include the extended layer identifier, the
확장계층 복호화부(650)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 확장자를 포함하는 경우 스케일러블 비트스트림으로부터 분리되는 확장계층 비트스트림을 복호화하고, 확장계층의 픽쳐 레벨의 헤더로부터 얻어지는 확장지수(R)를 비트깊이 복원 부(670)로 제공한다.When the scalable bitstream includes the extension layer extension, the
비트깊이 복원부(670)는 기본계층 복호화부(630)로부터 제공되는 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수, 및 확장계층 복호화부(650)로부터 제공되는 확장지수(R)를 이용하여 확장비트에 해당하는 비트깊이를 복원하고, 역변환 등과 같은 후속 복호화과정을 수행하여 확장 복원영상을 생성한다.The bit
도 7은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도로서, 휘도 부호화부(700), 다운샘플링부(710), 기본계층 부호화부(720), 기본계층 복호화부(730), 업샘플링부(740), 감산부(750), 확장계층 부호화부(760) 및 비트스트림 결합부(770)를 포함하여 이루어진다. 스케일러블 영상 부호화장치의 제2 실시예는 엔코더와 디코더가 서로 다른 영상포맷을 갖는 경우 적용될 수 있다. 여기서, 휘도 부호화부(700), 다운 샘플링부(710) 및 기본계층 부호화부(720)는 기본계층 부호화수단(780)을 이루며, 휘도 부호화부(700), 색차 차이영상 생성부(790), 확장계층 부호화부(760)는 확장계층 부호화수단을 이룬다. 한편, 색차 차이영상 생성부(790)는 다운 샘플링부(710) 및 기본계층 부호화부(720), 기본계층 복호화부(730), 업샘플링부(740) 및 감산부(750)로 이루어진다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a scalable video encoding apparatus according to a second embodiment of the present invention. The luminance encoder 700, the
도 7을 참조하면, 휘도 부호화부(700)는 영상포맷에 상관없이 동일한 휘도블럭을 가지기 때문에 기본계층과 확장계층에서 공유할 수 있다. 따라서, 휘도 부호화부(700)는 입력되는 영상데이터의 휘도블럭에 대하여 부호화를 수행하여 휘도블럭 비트스트림을 생성한다.Referring to FIG. 7, since the luminance encoder 700 has the same luminance block regardless of the image format, the luminance encoder 700 may be shared by the base layer and the extension layer. Accordingly, the luminance encoder 700 generates a luminance block bitstream by encoding the luminance block of the input image data.
다운샘플링부(710)는 입력되는 영상데이터의 영상포맷이 4:2:2 인 경우 색차 블럭에 대하여 세로 방향으로 1/2 배의 다운 샘플링(down sampling)을 수행하여 4:2:0 영상포맷으로 재구성한다. 또한, 다운샘플링부(710)는 입력되는 영상데이터의 영상포맷이 4:4:4 인 경우 색차블럭에 대하여 가로 및 세로 방향으로 1/2 배의 다운 샘플링(down sampling)을 수행하여 4:2:0 영상포맷으로 재구성한다.When the image format of the input image data is 4: 2: 2, the
기본계층 부호화부(720)는 재구성된 4:2:0 영상포맷의 색차블럭을 부호화하여 기본계층 휘도블럭 비트스트림을 생성한다. 기본계층 복호화부(730)는 부호화된 4:2:0 영상포맷의 색차블럭을 복호화한다.The
업샘플링부(730)는 입력되는 영상데이터의 영상포맷이 4:2:2 인 경우 복호화된 4:2:0 영상포맷의 색차블록에 대하여 세로방향으로 2 배의 업 샘플링(up sampling)을 수행한다. 한편, 업샘플링부(730)는 입력되는 영상데이터의 영상포맷이 4:4:4 인 경우 복호화된 4:2:0 영상포맷의 색차블록에 대하여 가로 및 세로방향으로 2 배의 업 샘플링(up sampling)을 수행한다.When the image format of the input image data is 4: 2: 2, the
감산부(750)는 업 샘플링결과 얻어지는 4:2:2 영상포맷의 복원된 색차블럭과 4:2:2 영상포맷의 원영상에 있는 색차블럭간의 색차 차이영상을 구한다. 또한, 감산부(750)는 업 샘플링결과 얻어지는 4:4:4 영상포맷의 복원된 색차블럭과 4:4:4 영상포맷의 원영상에 있는 색차블럭간의 색차 차이영상을 구한다. 확장계층 부호화부(760)는 색차 차이영상을 부호화하여 확장계층 색차블럭 비트스트림을 생성한다. The
비트스트림 결합부(770)는 기본계층 비트스트림 및 확장계층 비트스트림을 서로 독립적으로 결합하여 도 2에 일예를 든 스케일러블 비트스트림을 생성한다.The
도 8은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 블럭도로서, 비트스트림 해석부(810), 휘도 복호화부(830), 제1 기본계층 복호화부(840), 제1 확장계층 복호화부(850), 업샘플링부(860) 및 가산부(870)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 제1 기본계층 복호화부(840)와 업샘플링부(860)는 기본 색차 복원영상 생성부(880)를 구성한다.8 is a block diagram illustrating a configuration of a scalable video decoding apparatus according to a second embodiment of the present invention, including a
도 8을 참조하면, 비트스트림 해석부(810)는 수신되는 스케일러블 비트스트림을 해석하여 확장계층 식별자를 포함하고 있는지 판단한다. Referring to FIG. 8, the
휘도 복호화부(830)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는지 여부에 상관없이 스케일러블 비트스트림 중 휘도블럭 비트스트림을 복호화하여 휘도 복원영상을 생성하여 기본계층 혹은 확장계층의 복원영상 생성시 사용하도록 한다. The
제1 기본계층 복호화부(840)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우 스케일러블 비트스트림 중 기본계층의 색차블럭 비트스트림을 복호화하여 기본계층의 색차 복원영상을 생성한다. 제1 기본계층 복호화부(840)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는 경우 스케일러블 비트스트림 중 기본계층의 색차블럭 비트스트림을 복호화하여 기본계층의 색차 복원영상을 생성하여 업 샘플링부(860)로 제공한다.When the scalable bitstream does not include the extended layer identifier, the first
제1 확장계층 복호화부(850)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는 경우 스케일러블 비트스트림 중 색차 차이영상을 복호화하여 가산부(870)로 제공한다.When the scalable bitstream includes the extended layer identifier, the first
업 샘플링부(860)는 제1 기본계층 복호화부(840)로부터 제공되는 기본계층의 색차 복원영상에 대하여 업 샘플링을 수행하여 가산부(870)로 제공한다. 이때, 부호화시 확장계층에서 사용된 영상포맷에 따라서 세로 방향에 대해서만 업 샘플링을 수행하거나, 가로 및 세로 방향에 대하여 업 샘플링을 수행한다.The up
가산부(870)는 업 샘플링부(860)에서 영상포맷을 일치시킨 기본계층의 색차 복원영상과 제1 확장계층 복호화부(850)에서 복호화된 색차 차이영상을 가산하여 확장계층의 색차 복원영상을 생성한다.The
도시되지는 않았으나, 휘도 복호화부(830)에서 생성된 휘도 복원영상과 제1 기본계층 복호화부(840)에서 생성된 기본계층의 색차 복원영상을 이용하여 기본 복원영상을 구한다. 마찬가지로, 휘도 복호화부(830)에서 생성된 휘도 복원영상과 가산부(870)에서 생성된 확장계층의 색차 복원영상을 이용하여 확장 복원영상을 생성한다.Although not shown, a basic reconstructed image is obtained using the luminance reconstructed image generated by the
도 9는 본 발명에 따른 스케일러블 영상 부호화장치의 제3 실시예에 따른 구성을 나타낸 블록도로서, 제1 기본계층 부호화부(910), 제1 확장계층 부호화부(915), 비트깊이 변환부(920), 다운 샘플링부(925), 제2 기본계층 부호화부(930), 기본계층 복호화부(935), 업샘플링부(940), 비트깊이 복원부(945), 감산부(950), 제2 확장계층 부호화부(955), 및 비트스트림 결합부(960)를 포함하여 이루어진다. 스케일러블 영상 부호화장치의 제3 실시예는 엔코더와 디코더가 서로 다른 비트깊이와 영상포맷을 갖는 경우 적용될 수 있으며, 도 5의 제1 실시예와 도 7의 제2 실시예를 결합한 것이다. 여기서, 제1 기본계층 부호화부(910), 비트깊이 변환부(920), 다운 샘플링부(925), 및 제2 기본계층 부호화부(930)는 기본계층 부호화수단(965)을 이룬다. 한편, 제1 확장계층 부호화부(915), 색차 차이영상 생성부(970), 제2 확장계층 부호화부(955)는 확장계층 부호화수단을 이룬다. 한편, 색차 차이영상 생성부(970)는 비트깊이 변환부(920), 다운 샘플링부(925), 및 제2 기본계층 부호화부(930), 기본계층 복호화부(935), 업샘플링부(940), 비트깊이 복원부(945), 및 감산부(950)로 이루어진다.9 is a block diagram showing a configuration of a scalable video encoding apparatus according to a third embodiment of the present invention, wherein the first
도 9를 참조하면, 제1 기본계층 부호화부(910)는 영상데이터의 휘도블럭을 부호화하여 기본 비트에 해당하는 비트깊이를 지원하는 기본계층의 휘도블럭 비트스트림을 생성하며, 기본계층의 휘도블럭 비트스트림에는 도 3c에서와 같이 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수가 포함된다. 여기서, 확장 양자화레벨은 확장계층 부호화부(530)의 부호화과정 중 양자화시 생성된다.Referring to FIG. 9, the first
제1 확장계층 부호화부(915)는 영상데이터의 휘도블럭을 부호화하여 확장비트에 해당하는 비트깊이를 지원하는 확장계층의 휘도블럭 비트스트림을 생성하며, 확장계층의 휘도블럭 비트스트림에는 도 3b에서와 같이 확장지수(R)가 포함된다. The first
비트깊이 변환부(920)는 영상데이터의 색차블럭을 2n2 - n1으로 나누어 비트깊이를 변환한다. 여기서, n2는 확장비트를, n1은 기본비트를 각각 나타낸다.The
다운 샘플링부(925)는 비트깊이 변환부(920)에서 비트깊이가 변환된 색차블럭에 대하여 다운 샘플링을 수행한다. 이때, 지원하기 위한 영상포맷에 따라서 세로방향에 대해서만 다운 샘플링을 수행하거나, 가로 및 세로방향에 대해서 다운 샘 플링을 수행한다. The down
제2 기본계층 부호화부(930)는 다운 샘플링부(925)로부터 제공되는 색차블럭을 부호화하여 제1 영상포맷을 지원하는 기본계층의 색차블럭 비트스트림을 생성한다.The second
기본계층 복호화부(935)는 부호화된 제1 영상포맷의 색차블럭을 복호화한다. 업 샘플링부(940)는 복호화된 제1 영상포맷의 색차블럭에 대하여 업 샘플링을 수행한다. 이때, 다운 샘플링부(925)에 대응하여 업 샘플링이 수행된다. 즉, 지원하기 위한 영상포맷에 따라서 세로방향에 대해서만 업 샘플링을 수행하거나, 가로 및 세로방향에 대해서 업 샘플링을 수행한다. The
비트깊이 복원부(940)는 제1 확장계층 부호화부(915)에서 구해지는 확장지수(R)를 이용하여 업 샘플링부(945)로부터 제공되는 복호화된 제1 영상포맷의 색차블럭의 비트깊이를 복원한다. The bit
감산부(950)는 비트깊이 복원부(940)로부터 제공되는 제2 혹은 제3 영상포맷의 복원된 색차블럭과 입력되는 제2 혹은 제3 영상포맷의 원영상에 있는 색차블럭간의 색차 차이영상을 구한다. 제2 확장계층 부호화부(955)는 색차 차이영상을 부호화하여 확장계층의 색차블럭 비트스트림을 생성한다. The
비트스트림 결합부(960)는 기본계층의 휘도블럭 비트스트림과 기본계층의 색차블럭 비트스트림을 결합하여 기본계층 비트스트림을 생성하고, 확장계층의 휘도블럭 비트스트림과 확장계층의 색차블럭 비트스트림을 결합하여 확장계층 비트스트림을 생성하고, 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림을 서로 독립적으로 결 합하여 도 2에 일예를 든 스케일러블 비트스트림을 생성한다.The
도 10은 본 발명에 따른 스케일러블 영상 복호화장치의 제3 실시예에 따른 구성을 나타낸 블록도로서, 비트스트림 해석부(1010), 제1 기본계층 복호화부(1020), 제1 확장계층 복호화부(1030), 제1 비트깊이 복원부(1040), 제2 기본계층 복호화부(1050), 제2 확장계층 복호화부(1060), 업샘플링부(1070), 제2 비트깊이 복원부(1080) 및 가산부(1090)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 제2 기본계층 복호화부(1050), 업샘플링부(1070), 및 제2 비트깊이 복원부(1080)는 기본 색차 복원영상 생성부(1095)를 구성한다.FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a scalable video decoding apparatus according to a third embodiment of the present invention. The
도 10을 참조하면, 비트스트림 해석부(1010)는 수신되는 스케일러블 비트스트림을 해석하여 확장계층 식별자를 포함하고 있는지를 판단한다. Referring to FIG. 10, the
제1 기본계층 복호화부(1020)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우 스케일러블 비트스트림 중 기본계층의 휘도블럭 비트스트림을 복호화하여 기본비트에 해당하는 비트깊이를 갖는 기본계층의 휘도 복원영상을 생성한다. 한편, 제1 기본계층 복호화부(1020)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는 경우 스케일러블 비트스트림으로부터 분리된 기본계층의 휘도블럭 비트스트림의 복호화과정 중 역양자화시 사용된 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수를 제1 비트깊이 복원부(1040)로 제공한다.When the scalable bitstream does not include the extended layer identifier, the first
제1 확장계층 복호화부(1030)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 확장자를 포함하는 경우 스케일러블 비트스트림 중 확장계층의 휘도블럭 비트스트림을 복호화하고, 복호화결과 얻어지는 확장지수(R)를 제1 비트깊이 복원부(1040)로 제공한 다.When the scalable bitstream includes the extension layer extension, the first
제1 비트깊이 복원부(1040)는 제1 기본계층 복호화부(1020)로부터 제공되는 확장 양자화레벨과 기본 양자화계수, 및 제1 확장계층 복호화부(1030)로부터 제공되는 확장지수(R)를 이용하여 확장비트에 해당하는 비트깊이를 복원하고, 역변환처리 등과 같은 후속 복호화과정을 수행하여 확장계층의 휘도 복원영상을 생성한다.The first
제2 기본계층 복호화부(1050)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하지 않는 경우 스케일러블 비트스트림 중 기본계층의 색차블럭 비트스트림을 복호화하여 기본계층의 색차 복원영상을 생성한다.When the scalable bitstream does not include the extended layer identifier, the second
제2 확장계층 복호화부(1060)는 스케일러블 비트스트림이 확장계층 식별자를 포함하는 경우 스케일러블 비트스트림 중 확장계층의 색차 차이영상을 복호화하여 가산부(1090)로 제공한다. When the scalable bitstream includes the extension layer identifier, the second
업샘플링부(1070)는 제2 기본계층 복호화부(1050)로부터 제공되는 기본계층의 색차 복원영상에 대하여 업 샘플링을 수행하여 제2 비트깊이 복원부(1080)로 제공한다. 이때, 부호화시 확장계층에서 사용된 영상포맷에 따라서 세로 방향에 대해서만 업 샘플링을 수행하거나, 가로 및 세로 방향에 대하여 업 샘플링을 수행한다.The upsampling unit 1070 performs upsampling on the color difference reconstructed image of the base layer provided from the second
제2 비트깊이 복원부(1080)는 제1 확장계층 부호화부(1030)에서 구해지는 확장지수(R)를 이용하여 업 샘플링부(1070)로부터 제공되는 복호화된 제2 혹은 제3 영상포맷의 색차블럭의 비트깊이를 복원한다. The second bit depth reconstructor 1080 uses the extended index R obtained by the first
가산부(1090)는 제2 비트깊이 복원부(1080)에서 비트깊이와 영상포맷을 일치 시킨 기본계층의 색차 복원영상과 제2 확장계층 복호화부(1060)에서 복호화된 색차 차이영상을 가산하여 확장계층의 색차 복원영상을 생성한다.The
제2 실시예에서와 마찬가지로, 제1 기본계층 복호화부(1020)에서 생성된 기본계층의 휘도 복원영상과 제2 기본계층 복호화부(1050)에서 생성된 기본계층의 색차 복원영상을 이용하여 기본 복원영상을 구한다. 또한, 제1 확장계층 복호화부(1030)에서 생성된 확장계층의 휘도 복원영상과 가산부(1090)에서 생성된 확장계층의 색차 복원영상을 이용하여 확장 복원영상을 생성한다.As in the second embodiment, the basic reconstruction is performed using the luminance reconstruction image of the base layer generated by the first
상기한 실시예에서는 스케일러블 비트스트림의 형태를 하나의 기본 비트스트림과 하나의 확장 비트스트림으로 구성한 실시예에 기초하여 비트깊이 혹은 영상 포맷 중 적어도 하나가 서로 다른 두가지의 코덱을 지원하는 것을 설명하고 있으나, 확장 비트스트림을 복수개로 둠으로써 두가지 이상의 코덱을 지원하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 비트깊이에 있어서 기본비트가 확장비트보다 큰 값을 예로 들었으나, 비트깊이의 변경 방향 즉, 기본비트가 확장비트보다 작은 값인 경우에도 다양한 설계변경이 가능하다. 또한, 제1 내지 제3 영상포맷의 형태에 따라서 다양한 설계변경이 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 픽쳐 레벨별로 확장지수(R)를 할당하고 있으나, 필요에 따라 슬라이스 레벨별, 매크로블럭 레벨별, 혹은 블럭 레벨별로 확장지수(R)를 할당할 수 있다.In the above-described embodiment, at least one of a bit depth or an image format supports two codecs different from each other based on an embodiment in which a scalable bitstream has one basic bitstream and one extended bitstream. However, it is also possible to support more than one codec by having multiple extension bitstreams. In addition, in the present embodiment, although the value of the basic bit is larger than the extension bit in the bit depth as an example, various design changes are possible even when the direction of changing the bit depth, that is, the basic bit is smaller than the extension bit. In addition, various design changes are possible according to the shape of the first to third image formats. In addition, in the present exemplary embodiment, the expansion index R is allocated for each picture level. However, the expansion index R may be allocated for each slice level, for each macroblock level, or for each block level.
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 포함한 다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include any type of recording device that stores data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like. 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. And functional programs, codes and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification above. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 순방향 호환성이 보장되는 새로운 비디오 코덱을 제공하기 위하여, 스케일러블 비디오 엔코더는 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림으로 이루어지는 스케일러블 비트스트림을 생성하고, 스케일러블 비트스트림을 수신하는 기존의 기본 디코더는 스케일러블 비트스트림으로부터 얻어지는 기본계층 비트스트림을 이용하여 복호화를 수행하고, 개선된 디코더는 스케일러블 비트스트림에 포함된 기본계층 비트스트림과 확장계층 비트스트림을 모두 이용하여 복호화를 수행함으로써 개선된 비디오 코덱과 기존의 비디오 코덱이 서로 융화되어 공존할 수 있는 이점이 있다. 이에 따라면, 구체적으로 기존의 WMV(Window Media Video) 코덱 혹은 VC-1 코덱과 새로운 비트 깊이와 새로운 영상 포맷을 지원하는 비디오 코덱이 같이 사용될 수 있는 이점이 있다. According to the present invention as described above, in order to provide a new video codec with guaranteed forward compatibility, the scalable video encoder generates a scalable bitstream consisting of a base layer bitstream and an extension layer bitstream, and a scalable bitstream The existing base decoder that receives Rx performs decoding using the base layer bitstream obtained from the scalable bitstream, and the improved decoder uses both the base layer bitstream and the enhancement layer bitstream included in the scalable bitstream. By performing the decoding, there is an advantage that the improved video codec and the existing video codec are compatible with each other and coexist. Accordingly, in particular, there is an advantage that the existing window media video (WMV) codec or the VC-1 codec and a video codec supporting a new bit depth and a new video format can be used together.
이와 같이 본 발명에 따른 비디오 코덱은 순방향 호환성을 제공해 주므로 모바일 폰, DVD 플레이어, 휴대용 뮤직 플레이어 혹은 카 스테레오 등과 같은 유선 혹은 무선 전자기기에 탑재된 개선된 비디오 코덱 뿐만 아니라, 기존의 기본 비디오 코덱에도 채용되는 등, 지원하는 비트 깊이 혹은 영상 포맷에 상관없이 다양한 비디오 코덱에 적용할 수 있는 이점이 있다.As described above, the video codec according to the present invention provides forward compatibility, so that the video codec of the present invention can be used not only in an improved video codec installed in a wired or wireless electronic device such as a mobile phone, a DVD player, a portable music player, or a car stereo, but also in the existing basic video codec It can be applied to various video codecs regardless of the bit depth or image format supported.
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