KR20080086771A - 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

입력 영상에 대하여 라인 단위의 예측 과정 및 1차원 변환 과정을 통해 영상 특성에 따라서 부호화 효율을 향상시키는 영상 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명은 주변의 레지듀를 이용하여 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하고, 원 서브 레지듀얼 블록과 예측 서브 레지듀얼 블록과의 차이값인 차분 서브 레지듀얼 블록을 1차원 DCT 변환을 통해 변환함으로써 영상의 부호화 효율을 향상시키는 데에 특징이 있다.

Description

영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for image encoding, decoding}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따라서 레지듀얼 블록을 분할한 서브 레지듀얼 블록들의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따라서 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라서 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 과정의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7은 도 6의 예측부(610)에서 수행되는 라인 단위의 화소값 예측 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소값의 예측 과정의 다른 예를 설명 하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 입력 영상에 대하여 라인 단위의 예측 과정 및 라인 단위의 1차원 변환 과정을 통해 영상 특성에 따라서 예측 효율 및 압축 효율을 향상시키는 영상 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 Visual, H.261, H.263 및 H.264 등의 비디오 압축 표준안에서는 하나의 프레임을 복수 개의 블록들로 분할한 다음 블록 단위로 예측을 수행하여 예측 블록을 구하고, 원 영상 블록과 예측 블록의 차이를 변환 및 양자화함으로써 영상 데이터를 압축한다.
예측의 방식으로는 인트라 예측과 인터 예측의 두 가지 종류가 있다. 인트라 예측은 현재 프레임에 존재하는 복원된 주변 블록의 데이터를 이용하여 현재 블록의 예측을 수행한다. 인터 예측은 블록 기반 움직임 보상을 이용하여 이전에 인코딩된 하나 또는 그 이상의 비디오 프레임으로부터 현재 블록에 대응되는 예측 블록을 생성한다. 종래 기술에 따르면 인트라 예측시 이용되는 주변 블록의 데이터는 일반적으로 현재 블록의 상측 및 좌측에 인접한 이전 블록의 화소들이다. 이 경우, 현재 블록 내의 화소들 중 이전 블록의 화소들과 인접한 상측 및 좌측의 화소들은 이전 블록의 화소들과의 거리가 가깝기 때문에 예측값과 원 화소값의 차이가 적지만, 인접한 이전 블록의 화소들과 멀리 떨어진 화소들의 경우에는 예측값과 원화소값의 차이가 커질 수 있다.
한편, H.264에서는 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 얻어진 레지듀얼 데이터를 4x4 블록 단위로 2차원 DCT 변환하며, 종래 JPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4에서는 모두 8x8 블록 단위로 2차원 DCT 변환한다. 이러한 2차원 DCT 변환은 레지듀얼 데이터 내에 수평 방향 또는 수직 방향의 상관 관계가 존재하는 경우와 같이 레지듀얼 블록 내의 데이터들 사이의 상관 관계를 효율적으로 이용하지 못한다.
따라서, 제한된 전송 대역폭의 한계를 극복하고, 보다 고화질의 영상을 사용자에게 제공하기 위해서는 예측 효율을 향상시킴으로써 더욱 향상된 압축 효율을 갖는 영상 부호화 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영상 부호화 시의 예측 효율 및 압축 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 소정 크기의 레지듀얼 블록을 분할하여 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 단계; 상기 생성된 각 서브 레지듀얼 블록들에 대해서 이전에 처리된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 예측 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 단계; 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이를 계산하여 차분 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는, 소정 크기의 레지듀얼 블록을 분할하여 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 분할부; 상기 생성된 각 서브 레지듀얼 블록들에 대해서 이전에 처리된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 예측 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 레지듀 예측부; 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이를 계산하여 차분 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 감산부; 및 상기 생성된 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환하는 변환부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 수신된 비트스트림에 구비 된 레지듀얼 블록의 분할 모드 정보로부터 현재 복호화되는 레지듀얼 블록의 분할 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 분할 모드에 따라서 이전에 복호화된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 상기 레지듀얼 블록을 분할한 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 상기 비트스트림에 구비된 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이인 차분 레지듀값을 복원하는 단계; 및 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 차분 레지듀값을 더하여 상기 서브 레지듀얼 블록을 복원하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 수신된 비트스트림에 구비된 현재 복호화되는 레지듀얼 블록의 분할 모드에 따라서 이전에 복호화된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 상기 레지듀얼 블록을 분할한 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 레지듀 예측부; 상기 비트스트림에 구비된 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이인 차분 레지듀값을 복원하는 차분 레지듀 복원부; 및 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 차분 레지듀값을 더하여 상기 서브 레지듀얼 블록을 복원하는 가산부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법은 입력 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하고, 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위로 상기 블록 내의 화소들의 예측값을 생성하는 단계; 상기 라인 단위로 화소들의 원 화소값과 예측값의 차이인 레지듀를 생성하는 단계; 및 상기 라인 단위의 레지듀에 대하여 1차원 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 입력 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하고, 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위로 상기 블록 내의 화소들의 예측값을 생성하는 예측부; 상기 라인 단위로 화소들의 원 화소값과 예측값의 차이인 레지듀를 생성하는 감산부; 및 상기 라인 단위의 레지듀에 대하여 1차원 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행하는 변환부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 수신된 비트스트림에 구비된 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 라인 단위의 화소들의 원화소값의 차이인 레지듀를 복원하는 단계; 소정 처리 순서에 따라 이전에 복호화된 라인 단위의 화소들을 이용하여 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 화소값을 예측하는 단계; 및 상기 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 복원된 라인 단위의 레지듀를 더하여 상기 현재 라인 단위의 화소들을 복호화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 소정 처리 순서에 따라 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위의 이전 화소들을 이용하여 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 화소값을 예측하는 예측부; 수신된 비트스트림에 구비된 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 라인 단위의 화소들의 원화소값의 차이인 레지듀를 복원하는 복원부; 및 상기 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 복원된 레지듀를 더하여 상기 현재 라인 단위의 화소들을 복호화하는 가산부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 원 영상 블록과 예측 영상 블록의 차이인 레지듀얼 블록을 서브 레지듀얼 블록으로 분할하고, 주변 레지듀값을 이용하여 분할된 서브 레지듀얼 블록들의 예측 서브 레지듀얼 블록들을 생성하며 원 서브 레지듀얼 블록과 예측 서브 레지듀얼 블록의 차이인 차분 서브 레지듀얼 블록에 대한 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 예측부(110), 제 1 감산부(115), 분할부(120), 제 2 감산부(125), 레지듀 예측부(130), 변환부(135), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(145), 역양자화부(150), 역변환부(155) 및 가산부(160)를 포함한다.
예측부(110)는 입력 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하고, 분할된 각 블록에 대하여 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 예측 블록을 생성한다. 인터 예측은 이전에 부호화된 후 복원된 참조 픽처를 이용하여 예측을 수행하는 것이다. 예측부(110)는 참조 픽처의 소정 탐색 범위 내에서 현재 블록과 유사한 영역을 가리키는 움직임 벡터를 생성하는 움직임 예측 및 생성된 움직임 벡터가 가리키는 참조 픽처의 대응 영역 데이터를 획득하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 움직임 보상 과정을 통해 인터 예측을 수행한다. 또한, 예측부(110)는 현재 블록에 인접한 블록의 데이터를 이용하여 예측 블록을 생성하는 인트라 예측을 수행한다. 인터 예측 및 인트라 예측은 종래 H.264 등의 영상 압축 표준안에서 이용되는 방식이 그대로 이용되거나 변경된 다양한 예측 방식이 적용될 수 있다.
인터 예측 및 인트라 예측을 통해 현재 블록의 예측 블록이 생성되면, 제 1 감산부(115)는 현재 블록의 원 화소값들로부터 예측 블록의 화소값들을 빼서 예측 오차를 계산한다. 이하의 설명에서 원 화소값과 예측 화소값의 차이인 예측 오차값을 레지듀(residue)라고 정의하며, 레지듀들로 구성된 블록을 레지듀얼(residual) 블록이라고 정의한다.
분할부(120)는 레지듀얼 블록을 더 작은 크기의 서브 레지듀얼 블록들로 분할한다. 구체적으로, 레지듀얼 블록의 크기를 N×N(N은 2 이상의 정수)이라고 할 때, 레지듀얼 블록을 N×1, 1×N 및 a×a(a는 N보다 작은 자연수) 중 선택된 하나의 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록들로 분할한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따라서 레지듀얼 블록을 분할한 서브 레지듀얼 블록들의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 2a는 4×4 크기의 레지듀얼 블록(210)을 1×4 크기의 서브 레지듀얼 블록들(211,212,213,214)로 분할한 경우를 나타내며, 도 2b는 4×4 크기의 레지듀얼 블록(220)을 4×1 크기의 서브 레지듀얼 블록들(221,222,223,224)로 분할한 경우를 나타내며. 도 2c는 4×4 크기의 레지듀얼 블록(230)을 2×2 크기의 서브 레지듀얼 블록들(231,232,233,234)로 분할한 경우를 나타내었다. 다만, 본 발명은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 4×4 크기의 레지듀얼 블록에 한정되는 것이 아니라, 8×8 및 16×16 크기 등 다양한 크기의 레 지듀얼 블록에도 유사하게 적용될 수 있다.
레지듀 예측부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 분할된 각 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값들을 이전에 처리된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 예측함으로써 각 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성한다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따라서 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a 및 도 3b에서 Rxy는 (x,y)(x,y=1,2,3,4) 위치에서의 레지듀를 나타낸다. 이하 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 4×4 크기의 레지듀얼 블록을 1×4 크기의 서브 레지듀얼 블록들(311,312,313,314)로 분할하여 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 경우를 중심으로 설명한다.
도 3a를 참조하면, 레지듀얼 블록 내에 구비된 각 서브 레지듀얼 블록들(311,312,313,314)은 소정 처리 순서에 따라 이전에 처리된 서브 레지듀얼 블록들의 레지듀를 이용하여 예측된다. 예측 방향은 분할된 서브 레지듀얼 블록들의 분할 방향과 직교(orthogonal)하는 방향이 될 수 있다. 예를 들어 도 3a의 수평 방향으로 분할된 서브 레지듀얼 블록들(311,312,313,314)을 위에서부터 아래의 순서로 순차적으로 예측한다고 가정하면, 제 1 서브 레지듀얼 블록(311)의 레지듀들(R11,R12,R13,R14)은 현재 레지듀얼 블록 이전에 부호화된 이전 레지듀얼 블록의 레지듀들(a,b,c,d)을 수직 방향으로 확장함으로써 예측될 수 있다. 즉, 제 1 서브 레지듀얼 블록(311)의 레지듀들(R11,R12,R13,R14)의 예측 레지듀를 각각 PR11, PR12, PR13 및 PR14라고 하면, PR11=a, PR12=b, PR13=c, PR14=d 값을 갖는다. 또한, 제 2 서브 레지듀얼 블록(312)의 레지듀들(R21,R22,R23,R24)의 예측 레지듀를 각각 PR21, PR22, PR23 및 PR24라고 하면, 제 2 서브 레지듀얼 블록(312)의 예측 레지듀들(R21,R22,R23,R24)은 이전에 처리된 제 1 서브 레지듀얼 블록(311)의 레지듀들(R11,R12,R13,R14)을 수직 방향으로 확장함으로써 예측된다. 유사하게, 제 3 서브 레지듀얼 블록(313)의 레지듀들(R31,R32,R33,R34) 및 제 4 서브 레지듀얼 블록(314)의 레지듀들(R31,R32,R33,R34)의 예측 레지듀는 각각 제 2 서브 레지듀얼 블록(312) 및 제 3 서브 레지듀얼 블록(313)의 레지듀 또는 복원된 레지듀를 수직방향으로 확장함으로써 예측될 수 있다. 이때, 각 서브 레지듀얼 블록의 예측시에 이용되는 이전 서브 레지듀얼 블록의 레지듀는 원 영상과 예측 영상의 차이인 레지듀를 그대로 이용하거나 차분 서브 레지듀얼 블록을 1차원 DCT, 양자화, 역양자화 및 1차원 역DCT한 후 예측 서브 레지듀얼 블록과 더함으로써 복원된 서브 레지듀얼 블록의 레지듀를 이용할 수도 있다.
도 3a에서는 수평 방향으로 분할된 서브 레지듀얼 블록들을 위에서부터 아래의 순서로 순차적으로 예측하는 경우를 설명하였으나, 예측 순서를 변경하여 도 3b에 도시된 바와 같이 제 4 서브 레지듀얼 블록(324), 제 2 서브 레지듀얼 블록(322), 제 1 서브 레지듀얼 블록(321) 및 제 3 서브 레지듀얼 블록(323)의 순서로 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 구체적으로, 이전 레지듀얼 블록의 레지듀들(a,b,c,d) 각각을 수직방향으로 확장함으로써 제 4 서브 레지듀얼 블록(324)의 각 레지듀를 예측하고, 다음 제 2 서브 레지듀얼 블록(322)의 레지듀들은 이전 레지듀얼 블록의 레지듀들(a,b,c,d) 및 제 4 서브 레지듀얼 블록(324)의 레지듀들 중 같은 열에 위치한 레지듀들의 평균값을 이용하여 예측할 수 있다. 또 한, 제 1 서브 레지듀얼 블록(321)의 레지듀들 각각은 이전 레지듀얼 블록의 레지듀들(a,b,c,d) 및 제 2 서브 레지듀얼 블록(322)의 레지듀들 중 같은 열에 위치한 레지듀들의 평균값을 이용하여 예측하고, 제 3 서브 레지듀얼 블록(323)의 레지듀들 각각은 제 2 서브 레지듀얼 블록(322)의 레지듀들 및 제 4 서브 레지듀얼 블록(324)의 레지듀들 중 같은 열에 위치한 레지듀들의 평균값을 이용하여 예측할 수 있다. 예를 들어, PR41=a, PR21=(a+R41)/2, PR11=(a+R21)/2, PR31=(R21+R41)/2 이다.
전술한 수평 방향으로 분할된 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록의 생성 방식은 레지듀얼 블록을 수직 방향으로 분할한 도 2b의 서브 레지듀얼 블록을 예측하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라서 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 과정의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 전술한 도 3a 및 도 3b의 경우와 같이, 레지듀얼 블록을 한 화소폭을 갖는 서브 레지듀얼 블록들로 분할한 경우에는 분할 방향과 직교하는 방향에 위치한 이전 서브 레지듀얼 블록의 레지듀들을 이용하는 라인 단위의 예측을 통해 현재 서브 레지듀얼 블록의 레지듀를 예측할 수 있었다. 도 4를 참조하면, 4×4 레지듀얼 블록을 2×2 크기의 서브 레지듀얼 블록(410)으로 분할한 경우에는, 이전 서브 레지듀얼 블록의 인접한 화소들을 수평 및 수직 방향 중 선택된 적어도 하나의 방향으로 확장함으로써 예측값을 생성할 수 있다. 예를 들어, 2×2 서브 레지듀얼 블록(410)의 (x,y)에 위치한 레지듀들의 예측 레지듀값을 PRxy라고 할 때, 상측에 인접한 이전 레지듀들(a,b)를 수직 방향으로 확장하여 PR11=a, PR13=a, PR12=b, PR14=b로 예측하거나, 또는 좌측에 인접한 레지듀들(c,d)를 수평 방향으로 확장하여 PR11=c, PR12=c, PR13=d, PR14=d로 예측할 수 있다. 또한, 상측 및 좌측에 인접한 이전 서브 레지듀얼 블록의 레지듀들 중 현재 예측하고자 하는 서블 레지듀얼 블록과 동일열 및 동일행에 위치하는 이전 레지듀들의 평균값을 예측 레지듀 값으로 이용할 수 있다. 예를 들어, PR11=(a+c)/2, PR12=(b+c)/2, PR13=(a+d)/2, PR14=(b+d)/2 로 예측될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제 2 감산부(125)는 레지듀 예측부(130)에서 생성된 예측 서브 레지듀얼 블록과 원 서브 레지듀얼 블록의 차이를 계산하여 차분 서브 레지듀얼 블록을 생성한다.
변환부(135)는 차분 서브 레지듀얼 블록에 대하여 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행한다. 특히, 변환부(135)는 N×1 및 1×N 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록에 대하여 1차원 DCT를 이용하여 변환을 수행한다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 분할되어 예측된 예측 서브 레지듀얼 블록들에 대해서 1차원 수평 방향 DCT를 수행하며, 도 2b에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 분할되어 예측된 예측 서브 레지듀얼 블록들에 대해 1차원 수직 방향 DCT를 수행한다.
양자화부(140)는 변환된 차분 서브 레지듀얼 블록의 차분 레지듀 값들에 대하여 양자화를 수행하고, 엔트로피 부호화부(145)는 가변 길이 부호화를 수행함으로써 비트스트림을 생성한다.
양자화부(140)에서 양자화된 차분 레지듀들은 역양자화부(150) 및 역변환 부(155)에 의하여 역양자화 및 역변환되어 차분 서브 레지듀얼 블록이 복원된다.
가산부(160)는 복원된 차분 서브 레지듀얼 블록의 차분 레지듀들과 레지듀 예측부(130)에서 생성된 예측 서브 레지듀얼 블록의 예측 레지듀들을 더하여 서브 레지듀얼 블록을 복원한다. 복원된 서브 레지듀얼 블록은 다음 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는데 이용된다.
또한, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(100)는 서로 다른 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록을 이용하여 생성된 비트스트림의 코스트를 비교하고, 가장 작은 코스트를 갖는 서브 레지듀얼 블록을 최종적으로 현재 레지듀얼 블록의 분할에 이용되는 서브 레지듀얼 블록으로 결정하는 분할모드 결정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 분할모드 결정부(미도시)는 레지듀얼 블록을 다양한 크기의 서브 레지듀얼 블록으로 분할하고, 서로 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록에 대해서 이전 서브 레지듀얼 블록의 레지듀를 이용하여 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하며, 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 코스트를 비교함으로써, 레지듀얼 블록의 분할 모드를 결정한다. 예를 들어, 분할모드 결정부는 N×N 크기의 레지듀얼 블록을 1×N 크기의 서브 레지듀얼 블록으로 분할하거나(분할모드 1), N×1 크기의 서브 레지듀얼 블록으로 분할하거나(분할모드 2), a×a 크기의 서브 레지듀얼 블록으로 분할(분할모드 3)하고, 각 분할모드에 따라서 생성된 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 RD(rate distortion) 코스트를 비교하여 최소 RD 코스트를 갖는 분할 모드를 최종적인 분할 모드로 결정할 수 있다.
또한, 분할모드 결정부는 서로 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록들의 차분 서브 레지듀얼 블록들을 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 코스트와, 레지듀얼 블록에 대한 변환 과정을 생략(transform bypass)하고 레지듀얼 블록을 양자화 및 엔트로피 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 코스트를 비교함으로써 레지듀얼 블록의 변환 과정의 수행할 것인지 여부를 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 현재 블록의 원 화소값들로부터 예측 블록의 화소값들을 빼서 생성된 레지듀얼 블록을 더 작은 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록으로 분할한다.
단계 520에서, 이전에 처리된 서브 레지듀얼 블록들의 레지듀들을 이용하여 현재 서브 레지듀얼 블록의 레지듀를 예측함으로써 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 예측 서브 레지듀얼 블록은 서브 레지듀얼 블록의 분할 형태에 따라서 이전 서브 레지듀얼 블록의 레지듀값을 수평 방향 및 수직 방향 중 선택된 적어도 하나의 방향으로 확장함으로써 예측된다.
단계 530에서, 예측 서브 레지듀얼 블록과 원 서브 레지듀얼 블록의 차이를계산함으로써 차분 서브 레지듀얼 블록을 생성한다.
단계 540에서, 차분 서브 레지듀얼 블록을 그 분할 형태에 따라서 선택된 DCT를 적용하여 변환을 수행한다. 전술한 바와 같이, N×1 또는 1×N 크기의 차분 서브 레지듀얼 블록은 1차원 DCT를 이용하여 변환을 수행한다. 변환된 차분 서브 레지듀얼 블록은 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 거쳐서 비트스트림 형태로 출력된다. 또한 양자화된 차분 서브 레지듀얼 블록을 역양자화 및 역변환한 후 예측 서브 레지듀얼 블록과 더함으로써 서브 레지듀얼 블록을 복원하며, 복원된 서브 레지듀얼 블록은 다음 서브 레지듀얼 블록의 레지듀를 예측하는데 이용된다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 따르면, 레지듀얼 블록 내에 수평 방향 또는 수직 방향의 상관 관계가 존재하는 경우 DCT 변환을 통해 생성된 부호화되는 데이터의 크기가 줄어들기 때문에 압축 효율이 향상된다. 예를 들어, 다음의 행렬;
Figure 112007023313643-PAT00001
로 표현된 바와 같이 4×4 크기의 레지듀얼 블록이 수직 방향의 상관관계를 갖는 레지듀를 갖는다고 하였을 때, 상기 행렬을 2차원 DCT 변환을 수행하는 경우, 2차원 DCT 변환 결과는 다음의 행렬;
Figure 112007023313643-PAT00002
과 같다. 그러나, 수직 방향으로 1차원 DCT를 수행한 결과값은 다음의 행렬;
Figure 112007023313643-PAT00003
과 같다. 따라서, 본 발명에 따라서 레지듀얼 블록을 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할하여 1차원 DCT를 수행하는 경우 영상 특성에 따라서 생성된 변환 계수의 크기를 줄일 수 있기 때문에 결과적으로 압축 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 레지듀얼 블록을 더 작은 크기의 서브 레지듀얼 블록으로 분할하고, 분할된 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하여 원 서브 레지듀얼 블록과 예측 서브 레지듀얼 블록과의 차이인 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환하는 방식이었다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치(600)는 레지듀얼 블록이 아닌 입력 영상 블록에 대해서 라인 단위로 예측값을 생성하고, 라인 단위로 생성된 레지듀에 대해서 1차원 DCT를 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치(600)는 예측부(610), 감산부(615), 변환부(620), 양자화부(625), 엔트로피 부호화부(630), 역양자화부(635), 역변환부(640) 및 가산부(645)를 포함한다.
예측부(610)는 입력 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하고, 블록 내의 화소값들의 예측시에 동일 행에 위치한 화소들 또는 동일 열에 속하는 화소들을 하나의 예측 단위로 하여 라인 단위의 예측을 수행한다. 예측부(610)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 레지듀 예측부(130)에서 레지듀얼 블록을 1×N 및 N×1 크기의 서브 레지듀얼 블록으로 분할하고, 주변 서브 레지듀얼 블 록의 레지듀를 이용하여 현재 서브 레지듀얼 블록의 레지듀를 예측하는 과정과 유사하게, 동일행 및 동일열 중 선택된 라인 단위로 화소값을 예측한다.
도 7은 도 6의 예측부(610)에서 수행되는 라인 단위의 화소값 예측 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 Pab는 분할된 입력 영상 블록의 (a,b)(a,b=1,2,3,4) 위치에서의 화소값을 나타내며, x,y,z,w,u 및 v는 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 화소값들을 나타낸다. 도 7에서는 4×4 크기의 입력 영상 블록에 구비된 화소들을 수평 방향의 라인 단위로 예측하는 과정을 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 라인 단위의 화소값 예측 과정은 다른 크기의 입력 영상 블록에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 수직 방향의 라인 단위의 예측 과정에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 현재 블록 내에 구비된 화소값들을 행 단위로 위에서부터 아래의 순서로 순차적으로 예측한다고 가정하면, 제 1 행(711)의 화소들(P11,P12,P13,P14)의 화소값들은 주변 블록의 화소값들을 예측 단위인 행 방향과 직교하는 방향으로 확장함으로써 예측할 수 있다. (a,b) 위치에서의 화소값 Pab의 예측 화소값을 PPab'라고 하면, PP11=x, PP12=y, PP13=z, PP14=w 값을 갖는다. 또한, 제 2 행(712)의 화소들(P21,P22,P23,P24)의 화소값들은 제 1행(711)의 화소값들을 예측 단위인 행 방향과 직교하는 방향으로 확장함으로써 예측할 수 있다. 유사하게, 제 3 행(713)의 화소값들(P31,P32,P33,P34) 및 제 4 행(714)의 화소값들(P41,P42,P43,P44)의 예측값은 각각 제 2 행(712) 및 제 3 행(713)의 화소값들을 수직방향으로 확장함으로써 예측될 수 있다. 이때, 현재 행 단위에 이용되는 이 전 행의 화소값들은 원 화소값 또는 변환, 양자화, 역양자화 및 역변환 과정을 거쳐서 복원된 화소값이 이용될 수 있다.
도 7에서는 블록 내의 화소값들을 동일행에 속한 화소들을 하나의 예측 단위로 하여서 위에서부터 아래의 순서로 순차적으로 예측하는 경우를 설명하였으나, 예측 순서는 전술한 도 3b의 서브 레지듀얼 블록의 예측 순서와 유사하게 변경할 수 있다. 또한, 동일 행에 속한 화소들을 하나의 예측 단위로 하여 예측값을 생성하는 것과 유사하게 동일 열에 속한 화소들을 하나의 예측 단위로 하여 예측값을 생성할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 예측부(610)는 인접한 이웃 화소값들을 이용하여 라인 단위의 화소값들에 대한 예측값을 생성하기 때문에, 종래의 블록 기반 예측과정에서 블록 내의 화소들 중 인접 이웃 블록과 상대적으로 멀리 떨어진 화소들의 예측 효율이 떨어지는 문제점을 개선할 수 있다.
한편, 예측부(610)는 반화소(half-pel) 보간 필터를 이용하여 입력 블록 내의 각 화소값을 예측할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소값의 예측 과정의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 전술한 도 7의 화소 P11과 그 수직 방향상에 위치한 이전 화소값들 u,v,w를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, P11을 예측할 때 전술한 바와 같이 하나의 이전 화소값을 이용하는 대신에, 우선 이전 화소값들(u,v,w)를 이용하여 1/2 픽셀 위치에서의 보간값을 생성하고, 반화소 위치의 보간값과 현재 예측되는 화소값(P11)과 최근접한 이웃 화소값(x)을 이용하여 P11을 예측할 수 있다. 먼저 x와 P11 사이의 1/2 화소 위치에서의 화소값을 h라고 하면, h는 u,v,w를 이용하여 다음의 수학식; h=(w1·x+w2·v+w3·u+ w4)>>4 과 같이 3-탭(3-tap) 필터를 통해 보간될 수 있다. 상기 수학식에서 w1,w2,w3는 보간되는 화소값(h)과 이전 화소값들(u,v,w) 사이의 상대적인 거리에 따라 주어지는 가중치이며, w4는 소정의 오프셋(offset) 값이며, ">>" 연산자는 쉬프트(shift) 연산을 의미한다. 일 예로, w1=20, w2=-5, w3=1, w4=8이 될 수 있다.
현재 예측하고자 하는 화소값(P11)과 인접한 이전 화소(x) 사이의 1/2 화소위치에서의 화소값(h)이 보간되면, P11은 다음의 수학식; P11=x+(h-x)×2=2h-x 과 같이 반화소 위치에서의 보간값과 이전 화소값을 이용하여 예측될 수 있다. 유사하게 현재 블록 내의 각 화소값들은 이전 화소값들을 이용하여 1/2 화소위치에서의 보간값을 생성한 후, 생성된 보간값과 현재 예측되는 화소와 인접한 화소를 이용하여 예측될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 감산부(615)는 라인 단위로 예측된 화소들의 예측값과 원 화소값의 차이인 레지듀를 라인 단위로 생성한다.
변환부(620)는 라인 단위의 레지듀에 대하여 1차원 DCT를 수행한다. 만약 예측부(610)에서 동일 행 단위로 화소값을 예측한 경우에는 변환부(620)는 1차원 수평 방향 DCT를 수행하며, 동일 열 단위로 화소값이 예측된 경우에는 1차원 수직 방향 DCT를 수행하여 변환 계수를 생성한다. 한편, 변환부(620)는 예측부(610)에서 라인 단위로 예측값이 생성된 경우라고 하더라도, 블록 내의 모든 화소값이 예 측된 다음 블록 단위로 2차원 DCT를 수행할 수도 있다.
양자화부(625)는 라인 단위의 변환 계수들에 대하여 양자화를 수행하고, 엔트로피 부호화부(630)는 양자화된 변환 계수들에 대하여 가변 길이 부호화를 수행함으로써 비트스트림을 생성한다.
양자화된 변환 계수들은 역양자화부(635) 및 역변환부(640)에 의하여 역양자화 및 역변환되어 레지듀가 복원된다.
가산부(645)는 복원된 레지듀와 예측부(610)에서 생성된 예측 화소값을 더하여 라인 단위의 화소값을 복원한다. 전술한 바와 같이, 2차원 DCT를 수행하는 경우 블록 단위로 화소값이 복원될 수 있다. 복원된 라인 단위의 이전 화소값들은 다음 라인 단위의 화소값을 예측하는데 이용된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9를 참조하면, 단계 910에서 입력 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하고, 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위를 하나의 예측 단위로 하여서 분할된 블록 내의 화소들의 예측값을 생성한다.
단계 920에서, 라인 단위로 예측된 화소들의 예측값과 원 화소값의 차이인 레지듀를 생성한다.
단계 930에서, 라인 단위로 생성된 레지듀에 대하여 1차원 DCT를 수행하여 변환 계수를 생성한다. 라인 단위의 변환 계수에 대한 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 거쳐서 비트스트림을 생성한다. 전술한 바와 같이, 예측은 라인 단위로 수 행하더라도 변환 과정은 종래와 유사하게 블록 단위로 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 전술한 도 1의 본 발명의 부호화 장치(100)에 대응된다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(1000)는 엔트로피 디코더(1010), 역양자화부(1020), 역변환부(1030), 레지듀 예측부(1040), 제 1 가산부(1050), 제 2 가산부(1060) 및 예측부(1070)를 포함한다.
엔트로피 디코더(1010)는 압축된 비트스트림을 수신하여 엔트로피 복호화를 수행함으로써 비트스트림에 구비된 복호화되는 현재 레지듀얼 블록의 분할 모드 정보를 추출한다. 또한, 엔트로피 디코더(1010)는 수신된 비트스트림에 구비된 차분 레지듀값들을 엔트로피 복호화하고, 역양자화부(1020)는 엔트로피 복호화된 차분 레지듀값들을 역양자화하며, 역변환부(1030)는 역양자화된 차분 레지듀값을 역변환함으로써 차분 레지듀값을 복원한다. 특히, 역변환부(1030)는 N×1 또는 1×N 크기의 서브 레지듀얼 블록 단위로 부호화가 수행된 경우, 1차원 역DCT를 수행하여 역변환을 수행한다.
레지듀 예측부(1040)는 추출된 현재 복호화되는 레지듀얼 블록의 분할 모드에 따라서 현재 레지듀얼 블록을 소정 크기의 서브 레지듀얼 블록으로 분할하고, 이전에 복호화된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀값을 이용하여 현재 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성한다. 레지듀 예측부(1040)는 도 1의 레지듀 예측부(130)과 동일하게 현재 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블 록을 생성한다.
제 1 가산부(1050)는 역변환부(1030)에서 출력되는 차분 레지듀 값들로 구성되는 현재 서브 레지듀얼 블록의 차분 서브 레지듀얼 블록과 예측 서브 레지듀얼 블록을 더하여 서브 레지듀얼 블록을 복원한다.
예측부(1070)는 현재 블록의 예측 모드에 따라서 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다.
제 2 가산부(1060)는 예측부(1070)에서 생성된 예측 블록과 제 1 가산부(1050)에서 복원된 서브 레지듀얼 블록들을 합하여 현재 블록을 복원한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 11을 참조하면, 단계 1110에서 수신된 비트스트림에 구비된 레지듀얼 블록의 분할 모드 정보로부터 현재 복호화되는 레지듀얼 블록의 분할 모드를 결정한다.
단계 1120에서, 결정된 분할 모드에 따라서 이전에 복호화된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여, 레지듀얼 블록을 분할한 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성한다.
단계 1130에서, 비트스트림에 구비된 예측 서브 레지듀얼 블록과 서브 레지듀얼 블록의 차이인 차분 서브 레지듀얼 블록을 복원한다.
단계 1140에서 예측 서브 레지듀얼 블록과 차분 서브 레지듀얼 블록을 더하여 서브 레지듀얼 블록을 복원한다. 복원된 서브 레지듀얼 블록과 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 생성된 예측 블록을 더함으로써 영상이 복원된다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치(1200)는 복원부(1210), 예측부(1220) 및 가산부(1230)를 포함한다. 복원부(1210)는 수신된 비트스트림에 구비된 라인 단위의 예측 화소값들과 원 화소값들의 차이인 레지듀를 복원하며, 엔트로피 디코더(1211), 역양자화부(1212) 및 역변환부(1213)를 포함한다.
예측부(1220)는 소정 처리 순서에 따라서 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위를 하나의 예측 부호화 단위로 하여, 이전에 복호화된 이전 라인의 화소들을 이용하여 현재 복호화되는 라인 단위의 화소값들을 예측한다.
가산부(1230)는 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 예측값과 복원된 레지듀를 더하여 현재 라인 단위의 화소들을 복호화한다. 이러한 과정을 반복함으로써 하나의 블록을 구성하는 모든 화소들을 복호화할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 13을 참조하면, 단계 1310에서 수신된 비트스트림에 구비된 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위의 화소들의 예측값과 라인 단위의 화소들의 원화소값과의 차이인 레지듀를 복원한다.
단계 1320에서 소정 처리 순서에 따라 이전에 복호화된 라인 단위의 화소들 을 이용하여 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 화소값을 예측한다.
단계 1330에서 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 예측값과 복원된 라인 단위의 레지듀를 더하여 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들을 복호화한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 따르면, 라인 단위로 예측값을 생성함으로써, 예측에 이용되는 참조 화소와의 거리를 줄일 수 있기 때문에 예측의 정확성이 증가하며, 이로 인해 비트 발생량을 감소시킬 수 있다.
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 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으 로 해석되어야 할 것이다.
전술한 본 발명에 따르면, 입력 영상 블록 내의 화소들 사이에 수평 방향 또는 수직 방향의 상관 관계가 존재하는 경우, 이러한 상관 관계를 고려한 라인 단위의 예측 과정과 1차원 변환을 통해 예측 효율성 및 압축 효율성을 향상시킬 수 있다.

Claims (29)

  1. 영상 부호화 방법에 있어서,
    소정 크기의 레지듀얼 블록을 분할하여 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 단계;
    상기 생성된 각 서브 레지듀얼 블록들에 대해서 이전에 처리된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 예측 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 단계;
    상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이를 계산하여 차분 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 단계는
    상기 레지듀얼 블록의 크기를 N×N(N은 2 이상의 정수)이라고 할 때, 상기 레지듀얼 블록을 N×1, 1×N 및 a×a(a는 N보다 작은 자연수) 중 선택된 하나의 크기를 갖는 상기 서브 레지듀얼 블록들로 분할하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 변환을 수행하는 단계는
    상기 N×1 및 1×N 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록에 대하여 1차원 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 예측 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 단계는
    변환, 양자화, 역양자화 및 역변환된 상기 주변 서브 레지듀얼 블록의 차분 레지듀얼 블록과 상기 주변 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 더함으로써 복원된 상기 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 단계는
    상기 서브 레지듀얼 블록들의 분할된 형태에 따라서 이전에 처리된 서브 레지듀얼 블록들의 레지듀 값을 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 확장함으로써 현재 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 생성된 서브 레지듀얼 블록과 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록들로 상기 레지듀얼 블록을 분할하는 단계;
    상기 분할된 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록에 대해서 이전에 처리된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 예측 서브 레지듀얼 블록들을 생성하 는 단계;
    상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이를 계산하여 상기 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록의 차분 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록의 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 서로 다른 크기로 분할된 서브 레지듀얼 블록들의 차분 서브 레지듀얼 블록들을 부호화함으로써 생성된 비트스트림 사이의 코스트를 비교하여, 상기 레지듀얼 블록의 최종적인 분할 모드를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 서로 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록들의 차분 서브 레지듀얼 블록들을 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 코스트와, 상기 레지듀얼 블록에 대한 변환 과정을 생략하고 상기 레지듀얼 블록을 양자화 및 엔트로피 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 코스트를 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  9. 영상 부호화 장치에 있어서,
    소정 크기의 레지듀얼 블록을 분할하여 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 분할부;
    상기 생성된 각 서브 레지듀얼 블록들에 대해서 이전에 처리된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 예측 서브 레지듀얼 블록들을 생성하는 레지듀 예측부;
    상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이를 계산하여 차분 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 감산부; 및
    상기 생성된 차분 서브 레지듀얼 블록을 변환하는 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 분할부는
    상기 레지듀얼 블록의 크기를 N×N(N은 2 이상의 정수)이라고 할 때, 상기 레지듀얼 블록을 N×1, 1×N 및 a×a(a는 N보다 작은 자연수) 중 선택된 하나의 크기를 갖는 상기 서브 레지듀얼 블록들로 분할하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 변환부는
    상기 N×1 및 1×N 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록에 대하여 1차원 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 레지듀 예측부는
    변환, 양자화, 역양자화 및 역변환된 상기 주변 서브 레지듀얼 블록의 차분 레지듀얼 블록과 상기 주변 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 더함으로써 복원된 상기 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 레지듀 예측부는
    상기 서브 레지듀얼 블록들의 분할된 형태에 따라서 이전에 처리된 서브 레지듀얼 블록들의 레지듀 값을 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 확장함으로써 현재 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    서로 다른 크기로 분할된 서브 레지듀얼 블록들의 차분 서브 레지듀얼 블록들을 부호화함으로써 생성된 비트스트림 사이의 코스트를 비교하여, 상기 레지듀얼 블록의 최종적인 분할 모드를 결정하는 분할모드 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 분할모드 결정부는
    상기 서로 다른 크기의 서브 레지듀얼 블록들의 차분 서브 레지듀얼 블록들을 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 코스트와, 상기 레지듀얼 블록에 대한 변환 과정을 생략하고 상기 레지듀얼 블록을 양자화 및 엔트로피 부호화함으로써 생성된 비트스트림의 코스트를 비교하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  16. 영상 복호화 방법에 있어서,
    수신된 비트스트림에 구비된 레지듀얼 블록의 분할 모드 정보로부터 현재 복호화되는 레지듀얼 블록의 분할 모드를 결정하는 단계;
    상기 결정된 분할 모드에 따라서 이전에 복호화된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 상기 레지듀얼 블록을 분할한 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 단계;
    상기 비트스트림에 구비된 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이인 차분 레지듀값을 복원하는 단계; 및
    상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 차분 레지듀값을 더하여 상기 서브 레지듀얼 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 서브 레지듀얼 블록은
    상기 레지듀얼 블록의 크기를 N×N(N은 2 이상의 정수)이라고 할 때, N×1, 1×N 및 a×a(a는 N보다 작은 자연수) 중 선택된 하나의 크기를 갖는 것을 특징으 로 하는 영상 복호화 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 차분 레지듀값을 복원하는 단계는
    상기 N×1 및 1×N 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록에 대하여 엔트로피 복호화, 역양자화 및 1차원 역 DCT(Inverse Discrete Cosine Transform)를 이용하여 상기 차분 레지듀 값을 복원하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 단계는
    상기 결정된 레지듀얼 블록의 분할 모드에 따라서 이전에 복원된 주변 서브 레지듀얼 블록들의 레지듀 값을 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 확장함으로써 현재 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  20. 영상 복호화 장치에 있어서,
    수신된 비트스트림에 구비된 현재 복호화되는 레지듀얼 블록의 분할 모드에 따라서 이전에 복호화된 주변 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 이용하여 상기 레지듀얼 블록을 분할한 서브 레지듀얼 블록의 예측 서브 레지듀얼 블록을 생성하는 레지듀 예측부;
    상기 비트스트림에 구비된 상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 서브 레지듀얼 블록의 차이인 차분 레지듀값을 복원하는 차분 레지듀 복원부; 및
    상기 예측 서브 레지듀얼 블록과 상기 차분 레지듀값을 더하여 상기 서브 레지듀얼 블록을 복원하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 서브 레지듀얼 블록은
    상기 레지듀얼 블록의 크기를 N×N(N은 2 이상의 정수)이라고 할 때, N×1, 1×N 및 a×a(a는 N보다 작은 자연수) 중 선택된 하나의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 차분 레지듀 복원부는
    상기 N×1 및 1×N 크기를 갖는 서브 레지듀얼 블록에 대하여 엔트로피 복호화, 역양자화 및 1차원 역 DCT(Inverse Discrete Cosine Transform)를 이용하여 상기 차분 레지듀 값을 복원하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 레지듀 예측부는
    상기 결정된 레지듀얼 블록의 분할 모드에 따라서 이전에 복원된 주변 서브 레지듀얼 블록들의 레지듀 값을 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 확장함으로써 현재 서브 레지듀얼 블록의 레지듀 값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  24. 영상 부호화 방법에 있어서,
    입력 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하고, 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위로 상기 블록 내의 화소들의 예측값을 생성하는 단계;
    상기 라인 단위로 화소들의 원 화소값과 예측값의 차이인 레지듀를 생성하는 단계; 및
    상기 라인 단위의 레지듀에 대하여 1차원 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 예측값을 생성하는 단계는
    소정 처리 순서에 따라 이전에 변환, 양자화, 역양자화 및 역변환된 상기 라인 단위의 화소들을 이용하여 현재 라인 단위의 화소들의 화소값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  26. 영상 부호화 장치에 있어서,
    입력 영상을 소정 크기의 블록으로 분할하고, 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위로 상기 블록 내의 화소들의 예측값을 생성하는 예측부;
    상기 라인 단위로 화소들의 원 화소값과 예측값의 차이인 레지듀를 생성하는 감산부; 및
    상기 라인 단위의 레지듀에 대하여 1차원 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행하는 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 예측부는
    소정 처리 순서에 따라 이전에 변환, 양자화, 역양자화 및 역변환된 상기 라인 단위의 화소들을 이용하여 현재 라인 단위의 화소들의 화소값을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  28. 영상 복호화 방법에 있어서,
    수신된 비트스트림에 구비된 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 라인 단위의 화소들의 원화소값의 차이인 레지듀를 복원하는 단계;
    소정 처리 순서에 따라 이전에 복호화된 라인 단위의 화소들을 이용하여 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 화소값을 예측하는 단계; 및
    상기 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 복원된 라인 단위의 레지듀를 더하여 상기 현재 라인 단위의 화소들을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  29. 영상 복호화 장치에 있어서,
    소정 처리 순서에 따라 동일행 또는 동일열 중 선택된 라인 단위의 이전 화소들을 이용하여 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 화소값을 예측하는 예측부;
    수신된 비트스트림에 구비된 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 라인 단위 의 화소들의 원화소값의 차이인 레지듀를 복원하는 복원부; 및
    상기 현재 복호화되는 라인 단위의 화소들의 예측값과 상기 복원된 레지듀를 더하여 상기 현재 라인 단위의 화소들을 복호화하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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