KR20080088040A - 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라서 인트라 예측 모드로 부호화되는 블록에 가상 움직임 벡터(virtual motion vector)를 할당하고, 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해 생성된 예측 블록과 인트라 예측을 통해 생성된 예측 블록을 결합하여 새로운 예측 블록을 생성하는 영상 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치가 개시된다.

Description

영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for video encoding and decoding}
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따라서 인트라 블록에 할당되는 가상 움직임 벡터를 생성하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라서 인트라 블록에 할당되는 가상 움직임 벡터를 생성하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 4×4 크기의 블록에 대한 인트라 예측 모드의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 16×16 크기의 블록에 대한 인트라 예측 모드의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인트라 예측 모드로 부호화되는 블록에 가상 움직임 벡터(virtual motion vector)를 할당하고, 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해 생성된 예측자와 인트라 예측을 통해 생성된 예측자를 결합하여 생성된 새로운 예측자를 통해 예측 부호화를 수행하는 영상의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding)와 같은 영상 압축 방식에서는 영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처를 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측 및 인트라 예측에서 이용가능한 모든 부호화 모드에서 각각의 매크로 블록을 부호화한 다음, 매크로 블록의 부호화에 소요되는 비트율과 원 매크로 블록과 복호화된 매크로 블록과의 왜곡 정도에 따라 부호화 모드를 하나 정해 매크로 블록을 부호화한다.
인트라 예측은 부호화하고자 하는 현재 블록과 공간적으로 인접한 화소값을 이용하여 부호화하고자 하는 현재 블록에 대한 예측값을 계산한 후, 이 예측값과 실제 화소값의 차를 부호화하는 것을 말한다. 인터 예측은 현재 부호화되는 픽처의 전방 또는 후방에 위치한 적어도 하나의 참조 픽처를 이용하여 현재 부호화되는 블록과 유사한 참조 픽처의 영역을 검색하여 움직임 벡터를 생성하고, 생성된 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 수행하여 얻어지는 예측 블록과 현재 블록 사이의 차분을 부호화하는 것을 말한다.
종래 기술에 따르면 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드 중 어느 하나를 이용하여 현재 블록에 대응되는 예측 블록을 형성하고 소정의 코스트 함수를 사용하여 코스트를 계산한 다음, 최소 코스트를 갖는 모드를 선택하여 부호화를 수행함으로써 압축 효율을 향상시키고 있다.
그러나, 제한된 전송 대역폭의 한계를 극복하고, 고화질의 영상을 사용자에게 제공하기 위해서 더욱 향상된 압축 효율을 갖는 영상의 부호화 방법에 대한 요구는 끊임없이 계속되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영상의 부호화 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 영상 부호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따라서 부호화된 영상 데이터를 효율적으로 복호화할 수 있는 영상 복호화 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 인트라 예측 부호화되는 인트라 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 단계; 상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 제 1 예측 블록을 생성하는 단계; 소정 예측 방향에 따라서 상기 인트라 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 제 2 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 움직임 보상을 통해 생성된 상기 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 상기 제 2 예측 블록을 결합하여 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 인트라 예측 부호화되는 인트라 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 가상 움직임 벡터 생성부; 상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 상기 인트라 블록의 제 1 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부; 소정 예측 방향에 따라서 상기 인트라 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 제 2 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부; 및 상기 움직임 보상을 통해 생성된 상기 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 상기 제 2 예측 블록을 결합하여 상기 인트라 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 복호화되는 현재 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 단계; 상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 상기 현재 블록의 제 1 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 현재 블록 이전에 복호화된 주변 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 제 2 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록을 결합하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 수신된 비트스트림에 구비된 레지듀를 복원하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록과 더함으로써 상기 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 장치는 복호화되는 현재 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 가상 움직임 벡터 생성부; 상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 상기 현재 블록의 제 1 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부; 상기 현재 블록 이전에 복호화된 주변 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 제 2 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부; 상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록을 결합하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 결합부; 상기 수신된 비트스트림에 구비된 레지듀를 복원하는 레지듀 복원부; 및 상기 현재 블록의 예측 블록과 상기 복원된 레지듀를 더함으로써 상기 현재 블록을 복호화하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법 및 장치는 인트라 블록에 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 생성된 가상의 움직임 벡터를 할당한 다음, 인트라 블록에 할당된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해 생성되는 예측자(predictor)와 인트라 예측을 통해 생성된 예측자를 결합하여 최종 예측자를 생성하고 원 화소 블록과 최종 예측자와의 차이인 레지듀를 부호화하는데에 특징이 있다. 이하에서는 입력 영상의 각 블록들이 인트라 예측되는 블록(이하 "인트라 블록"이라 함)과 인터 예측되는 블록(이하 "인터 블록"이라 함) 중 하나로 분류되었다는 가정하에서, 부가적으로 새로운 예측자를 생성하는 과정에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(100)는 인트라 예측부(110), 가상 움직임 벡터 생성부(120), 가상 움직임 보상부(130), 결합부(140), 레지듀얼 코딩부(150) 및 복원부(160)를 포함한다.
가상 움직임 벡터 생성부(120)는 인트라 예측 부호화되는 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 인트라 블록에 가상 움직임 벡터를 생성하여 할당한다. 종래 기술에 따르면, 인트라 블록을 부호화할 때 별도의 움직임 벡터 생성 과정 없이, 동일 픽처 내의 주변 블록들로부터 예측된 예측 블록과의 차이인 레지듀 정보만을 부호화하였다. 그러나, 본 발명은 인트라 블록에 대해서도 움직임 보상을 수행하기 위하여 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 생성된 가상 움직임 벡터를 인트라 블록에 할당하게 된다. 그리고, 본 발명은 할당된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 수행하여 생성되는 예측 블록을 인트라 예측을 통해 생성된 예측 블록과 결합하여 새로운 예측 블록을 생성함으로써 영상 특성에 따라서 보다 효율적인 예측이 가능하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따라서 인트라 블록에 할당되는 가상 움직임 벡터를 생성하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서 도면 부호 220은 현재 인트라 예측 부호화되는 인트라 블록을 나타내며, 도면 부호 215는 인트라 블록(220) 이전에 부호화된 후 복원된 주변 영역을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 가상 움직임 벡터 생성부(120)는 인트라 블록(220)의 주변 영역(215)에 대한 움직임 예측을 수행하여 주변 영역(215)와 유사한 참조 프레 임(250)의 대응 영역(255)을 가리키는 움직임 벡터(MVn)을 결정한다. 가상 움직임 벡터 생성부(120)는 결정된 주변 영역(215)의 움직임 벡터(MVn)를 그대로 인트라 블록(220)의 가상 움직임 벡터(MVvirtual)로서 결정한다. 즉, 가상 움직임 벡터 생성부(120)는 주변 영역(215)의 움직임 벡터(MVn)와 동일한 크기 및 방향을 갖는 움직임 벡터를 인트라 블록(220)의 가상 움직임 벡터(MVvirtual)로 결정한다. 전술한 바와 같이, 결정된 인트라 블록(220)의 가상 움직임 벡터(MVvirtual)는 인트라 블록의 움직임 보상을 수행하는데 이용된다.
도 3은 본 발명에 따라서 인트라 블록에 할당되는 가상 움직임 벡터를 생성하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 도면 부호 300은 현재 부호화되는 인트라 블록 E를 나타내며, 인트라 블록 E(300) 주변의 블록 A 내지 블록 D(310 내지 340)는 인터 블록 또는 인트라 블록 중 어느 것이든 될 수 있다. 블록 A 내지 블록 D 중에서 인터 블록은 예측 영상 생성부(210)에서 수행되는 일반적인 움직임 예측 과정을 통해 생성된 움직임 벡터를 갖는다고 가정한다. 또한, 블록 A 내지 블록 D 중에서 인트라 블록은 전술한 주변 영역을 이용한 움직임 예측 과정을 통해 결정된 가상 움직임 벡터를 갖거나 후술되는 바와 같이 주변 블록의 움직임 벡터들을 이용하여 예측된 가상 움직임 벡터를 갖는다고 가정한다.
도 3을 참조하면, 가상 움직임 벡터 생성부(120)는 인트라 블록 E(300)의 가상 움직임 벡터(MVvirtual _E)로서 다음의 수학식 1과 같이 주변 블록 A 내지 D(310 내 지 340)의 각 움직임 벡터들(MVa,MVb,MVc,MVd)을 소정의 함수(F)에 대입하여 생성된 결과값을 이용할 수 있다.
Figure 112007024336616-PAT00001
소정의 함수(F)는 주변 블록 A 내지 D(310 내지 340)의 움직임 벡터들(MVa,MVb,MVc,MVd) 중에서 중간값(Median), 평균값을 취하는 함수 및 다음의 수학식 2와 같이 각 움직임 벡터들(MVa,MVb,MVc,MVd)에 소정의 가중치를 곱한 후 더하는 함수 중 하나가 될 수 있다.
Figure 112007024336616-PAT00002
전술한 수학식 1 및 2에서 주변 블록 A 내지 D(310 내지 340)들 중 인트라 블록이 포함된 경우에는 움직임 벡터로서 해당 인트라 블록이 갖는 가상 움직임 벡터를 이용한다.
인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성할 때 이용되는 주변 블록 및 그 움직임 벡터의 개수는 변경될 수 있다. 종래 H.264에서 움직임 벡터의 예측시 이용되는 현재 블록의 상측 블록, 좌측 블록, 우상측 블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하되, 상측 블록, 좌측 블록 및 우상측 블록들 중에서 인트라 블록이 존재하는 경우에는 가상 움직임 벡터를 해당 인트라 블록 의 움직임 벡터로서 이용하여 종래 H.264 표준안에서 움직임 벡터 예측 과정과 유사하게 인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성할 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 가상 움직임 보상부(130)는 생성된 가상 움직임 벡터를 이용하여 인트라 블록에 대한 가상 움직임 보상을 수행하여 제 2 예측 블록을 생성한다. 도 2를 참조하면, 가상 움직임 보상부(130)는 인트라 블록(220)의 가상 움직임 벡터(MVvirtual)가 가리키는 참조 프레임(250)의 대응 영역(260)에 대한 데이터를 획득함으로써 인트라 블록(220)의 제 1 예측 블록을 생성한다.
인트라 예측부(110)는 소정 크기의 현재 블록의 예측 블록을 현재 영상 프레임 내에서 찾는 인트라 예측을 수행하여 현재 블록에 대응되는 제 2 예측 블록을 생성한다.
도 4는 본 발명에 따라서 4×4 크기의 블록에 대한 인트라 예측 모드의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 16×16 크기의 블록에 대한 인트라 예측 모드의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 4×4 인트라 예측 모드에는 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드, DC(Direct Current) 모드, 대각선 왼쪽(Diagonal Down-left) 모드, 대각선 오른쪽(Diagonal Down-right) 모드, 수직 오른쪽(Vertical right) 모드, 수직 왼쪽(Vertical left) 모드, 수평 위쪽(Horizontal-up) 모드 및 수평 아래쪽(Horizontal-down) 모드의 총 9개의 모드가 존재할 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 16×16 인트라 예측 모드에는 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모 드, DC(Direct Current) 모드, 플레인(plane) 모드의 총 4개의 모드가 존재할 수 있다.
예를 들어, 도 4의 모드 0, 즉 수직 모드에 따라, 4×4 크기의 현재 블록을 예측 부호화하는 동작을 설명한다. 먼저 4×4 크기의 현재 블록의 위쪽에 인접한 화소 A 내지 D의 화소값을 4×4 현재 블록의 화소값으로 예측한다. 즉, 화소 A의 값을 4×4 현재 블록의 첫 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 B의 값을 4×4 현재 블록의 두 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 C의 값을 4×4 현재 블록의 세 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 D의 값을 4×4 현재 블록의 네 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로 예측한다. 다음, 상기 화소 A 내지 D를 이용하여 예측된 4×4 현재 블록과 원래의 4×4 현재 블록에 포함된 화소의 실제값을 감산하여 차이값을 구한 후 그 차이값을 부호화한다.
전술한 도 4 및 도 5에 예시된 인트라 예측 방식은 H.264 표준안에 기초한 것으로서, 인트라 예측부(110)는 전술한 인트라 예측 방식 이외에도 동일 영상 프레임 내의 주변 화소들을 이용하는 변경된 인트라 예측을 통해서 제 1 예측 블록을 생성할 수 있다.
결합부(140)는 가상 움직임 보상부(130)에서 생성된 제 1 예측 블록과 인트라 예측부(110)에서 생성된 제 2 예측 블록을 결합하여 최종 예측 블록을 생성한다. 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록은 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들어 최종 예측 블록은 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각의 평균값을 계산하거나, 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각에 소정의 가중치를 곱한 후 더한 가중합을 계산함으로써 생성될 수 있다. 구체적으로, 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록 내의 임의의 (a,b) 위치에서의 화소값을 각각 p1(a,b) 및 p2(a,b)라고 하면 결합부(140)는 {p1(a,b)+p2(a,b)}/2 와 같이 대응되는 화소값들의 평균값으로 구성되는 최종 예측 블록을 생성하거나 {α×p1(a,b)+β×p2(a,b)}와 같이 제 1 예측 블록의 화소값과 제 2 예측 블록의 화소값에 소정의 가중치(α,β)를 곱한 후 더하는 가중합을 통해서 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 가중치(α,β)의 일 예로서, 현재 인트라 블록 주변의 N(N은 양의 정수)개의 블록들 중 인터 예측 부호화되는 블록의 개수를 i, 인트라 예측 부호화되는 블록의 개수를 j라고 할 때, α=i/N, β=j/N으로 설정할 수 있다.
레지듀얼 코딩부(150)는 입력 영상 블록과 최종 예측 블록 사이의 차이인 레지듀얼 블록에 대해서 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림을 생성한다.
또한, 레지듀얼 코딩부(150)는 인트라 예측을 통해 생성된 블록을 부호화한 비트스트림의 코스트와, 본 발명에 따라서 가상 움직임 보상을 통해 생성된 예측 블록과 인트라 예측을 통해 생성된 예측 블록을 결합함으로써 생성된 최종 예측 블록을 부호화한 비트스트림의 코스트를 비교하여 인트라 블록을 일반적인 인트라 예측 모드로 부호화할 것인지, 아니면 본 발명에 따라서 가상 움직임 보상과 결합된 예측 모드를 통해 부호화할 것인지를 결정한다. 여기서, 코스트 계산은 여러가지 방법에 의해서 수행될 수 있다. 사용되는 코스트 함수로는 SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference), SSD(Sum of Squared Difference), MAD(Mean of Absolute Difference) 및 라그랑지 함수(Lagrange function) 등이 있다.
한편, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 따라 부호화되는 비트스트림의 헤더에는 각 블록 단위로 해당 블록이 가상 움직임 보상을 통한 제 1 예측 블록과 인트라 예측을 통한 제 2 예측 블록을 결합한 최종 예측 블록을 부호화하였는지 여부를 나타내는 플래그(flag)가 삽입될 수 있다. 복호화단에서는 이 플래그를 통해 복호화되는 현재 블록의 예측 모드를 판별하고, 판별된 현재 블록의 예측 모드에 따라 현재 블록에 대한 예측값을 생성한 다음, 비트스트림에 구비된 차분값과 더하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
복원부(160)는 양자화된 블록 데이터에 대해서 역양자화 및 역변환을 수행하여 복원을 수행한다. 복원된 데이터는 다음 블록의 예측 과정에 이용된다.
도 6은 본 발명에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 단계 610에서 인트라 예측 부호화되는 인트라 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 가상 움직임 벡터를 생성한다. 전술한 바와 같이, 가상 움직임 벡터는 인트라 블록 이전에 부호화된 주변 영역을 이용한 움직임 예측을 수행하여 생성되거나, 인트라 블록 주변의 블록들이 갖는 움직임 벡터들의 평균값이나 중간값을 취함으로써 생성될 수 있다.
단계 620에서, 생성된 가상 움직임 벡터가 가리키는 참조 프레임의 대응 영역을 획득하는 움직임 보상 과정을 통해 인트라 블록의 제 1 예측 블록을 생성한다.
단계 630에서, 이전에 부호화된 주변 블록의 화소를 이용하는 일반적인 인트라 예측을 수행하여 제 2 예측 블록을 생성한다.
단계 640에서, 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들을 결합함으로써 최종 예측 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록의 대응되는 위치에서의 화소값들의 평균값이나 가중합을 통해 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
단계 650에서, 최종 예측 블록과 원 화소 블록 사이의 차이인 레지듀얼 블록을 변환, 양자화 및 엔트로피 부호함으로써 비트스트림을 생성한다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복호화 장치(700)는 레지듀 복원부(710), 인트라 예측부(720), 가상 움직임 벡터 생성부(730), 가상 움직임 보상부(740), 결합부(750) 및 가산부(760)를 포함한다.
레지듀 복원부(710)는 수신된 비트스트림에 구비된 입력 블록과 최종 예측 블록 사이의 예측 오차인 레지듀에 대해서 엔트로피 복호화, 역양자화 및 역변환을 수행함으로써 레지듀를 복원한다.
인트라 예측부(720)는 비트스트림으로부터 추출된 인트라 예측 모드 정보에 따라서 복호화되는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다.
가상 움직임 벡터 생성부(730)는 인트라 블록에 대하여 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 가상 움직임 벡터를 생성한다. 도 7의 가상 움직임 벡터 생성부(730)의 동작은 도 1의 가상 움직임 벡터 생성부(120)의 동작과 유사하다. 즉, 가상 움직임 벡터 생성부(730)는 인트라 블록의 주변 영역에 대한 움직임 예측을 수행하여 생성된 움직임 벡터를 가상 움직임 벡터로서 결정하거나, 인트라 블록 이전에 복호화된 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터들을 소정의 함수에 대입하여 생성된 벡터값을 가상 움직임 벡터로서 결정한다.
가상 움직임 보상부(740)는 생성된 가상 움직임 벡터가 가리키는 참조 프레임의 대응 영역 데이터를 획득하는 움직임 보상을 통해서 인트라 블록의 예측 블록을 생성한다.
결합부(750)는 인트라 예측을 통해 생성된 예측 블록과 가상 움직임 보상을 통해 생성된 예측 블록을 결합하여 최종 예측 블록을 생성한다. 가산부(760)는 복원된 레지듀와 최종 예측 블록을 더하여 블록 단위로 복원 영상을 생성한다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8을 참조하면, 단계 810에서 현재 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 가상 움직임 벡터를 생성한다. 전술한 바와 같이, 인트라 블록의 주변 영역에 대한 움직임 예측을 수행하여 생성된 움직임 벡터를 가상 움직임 벡터로서 결정하거나, 인트라 블록 이전에 복호화된 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터들을 소정의 함수에 대입하여 생성된 벡터값을 가상 움직임 벡터로서 결정한다.
단계 820에서, 생성된 가상 움직임 벡터가 가리키는 참조 프레임의 영역 데이터를 획득하는 움직임 보상 과정을 통해서 제 1 예측 블록을 생성한다.
단계 830에서, 이전에 복호화된 주변 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행함으로써 제 2 예측 블록을 생성한다. 제 2 예측 블록 생성 과정은 일반적인 인트라 예측 과정과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
단계 840에서, 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록을 결합하여 최종 예측 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록의 대응되는 위치에서의 화소값들의 평균값이나 가중합을 계산함으로서 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
단계 850에서, 복원된 레지듀와 최종 예측 블록을 더함으로써 현재 블록을 복호화한다.
전술한 본 발명의 영상 부호화 방법 및 장치는 인트라 블록에 대해서 주변 블록의 움직임 정보를 이용한 생성된 가상 움직임 벡터를 할당하고, 할당된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해 생성된 예측 블록을 인트라 예측 결과 생성된 예측 블록과 결합함으로써 최종 예측 블록을 생성한 후, 최종 예측 블록과 원 화소 블록 사이의 차이인 레지듀얼 블록을 부호화함으로써 영상 특성에 따라서 예측 효율이 향상될 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 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 것으로 해석되어야 할 것이다.
전술한 본 발명에 따르면 종래 인트라 예측 모드 및 인터 예측 모드를 결합한 새로운 예측 모드를 통해 영상 특성에 따라서 예측 효율을 향상시킴으로써 발생되는 비트량을 감소시킬 수 있다.

Claims (22)

  1. 영상 부호화 방법에 있어서,
    인트라 예측 부호화되는 인트라 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 단계;
    상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 제 1 예측 블록을 생성하는 단계;
    소정 예측 방향에 따라서 상기 인트라 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 제 2 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 상기 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 상기 제 2 예측 블록을 결합하여 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 단계는
    상기 인트라 블록의 주변 영역에 대한 움직임 예측을 수행하는 단계; 및
    상기 주변 영역의 움직임 벡터와 동일한 크기 및 방향을 갖는 움직임 벡터를 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 단계는
    상기 인트라 블록의 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터를 소정의 함수에 대입하여 생성된 벡터를 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 소정의 함수는
    상기 인트라 블록의 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터들 중 중간값(median)을 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 소정의 함수는
    상기 인트라 블록의 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터들 각각에 소정의 가중치를 곱한 후 더한 가중합을 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 주변 영역은
    상기 인트라 블록 이전에 부호화된 후 복원된 적어도 하나 이상의 블록들로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 최종 예측 블록을 생성하는 단계는
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록의 화소값들과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각의 평균값을 계산함으로써 상기 최종 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 최종 예측 블록을 생성하는 단계는
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록의 화소값들과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각에 소정의 가중치를 곱한 후 더한 가중합을 계산함으로써 상기 최종 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  9. 영상 부호화 장치에 있어서,
    인트라 예측 부호화되는 인트라 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 가상 움직임 벡터 생성부;
    상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 상기 인트라 블록의 제 1 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부;
    소정 예측 방향에 따라서 상기 인트라 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 제 2 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부; 및
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 상기 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 상기 제 2 예측 블록을 결합하여 상기 인트라 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 가상 움직임 벡터 생성부는
    상기 인트라 블록의 주변 영역에 대한 움직임 예측을 수행하여, 상기 주변 영역의 움직임 벡터와 동일한 크기 및 방향을 갖는 움직임 벡터를 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 가상 움직임 벡터 생성부는
    상기 인트라 블록의 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터를 소정의 함수에 대입하여 생성된 벡터를 상기 인트라 블록의 가상 움직임 벡터로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 소정의 함수는
    상기 인트라 블록의 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터들 중 중간값(median)을 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 소정의 함수는
    상기 인트라 블록의 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터들 각각에 소정의 가중치를 곱한 후 더한 가중합을 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 주변 영역은
    상기 인트라 블록 이전에 부호화된 후 복원된 적어도 하나 이상의 블록들로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  15. 제 9항에 있어서, 상기 결합부는
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록의 화소값들과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각의 평균값을 계산함으로써 상기 인트라 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  16. 제 9항에 있어서, 상기 결합부는
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록의 화소값들과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각에 소정의 가중치를 곱한 후 더한 가중합을 계산함으로써 상기 인트라 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  17. 영상 복호화 방법에 있어서,
    복호화되는 현재 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 단계;
    상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 상기 현재 블록의 제 1 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록 이전에 복호화된 주변 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 제 2 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록을 결합하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 수신된 비트스트림에 구비된 레지듀를 복원하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록과 더함으로써 상기 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 최종 예측 블록은
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들의 평균값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 최종 예측 블록은
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록의 화소값들과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각에 소정의 가중치를 곱한 후 더한 가중합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  20. 영상 복호화 장치에 있어서,
    복호화되는 현재 블록의 주변 영역의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 가상 움직임 벡터를 생성하는 가상 움직임 벡터 생성부;
    상기 생성된 가상 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해서 상기 현재 블록의 제 1 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부;
    상기 현재 블록 이전에 복호화된 주변 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 제 2 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부;
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록을 결합하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 결합부;
    상기 수신된 비트스트림에 구비된 레지듀를 복원하는 레지듀 복원부; 및
    상기 현재 블록의 예측 블록과 상기 복원된 레지듀를 더함으로써 상기 현재 블록을 복호화하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 결합부는
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들의 평균값을 계산하여 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 결합부는
    상기 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 예측 블록의 화소값들과 상기 인트라 예측을 통해 생성된 제 2 예측 블록의 대응되는 화소값들 각각에 소정의 가중치를 곱한 후 더한 가중합을 계산함으로써 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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