KR20090099234A - 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

주변 블록들의 예측 모드에 따라서 스킵 모드로 예측되는 현재 블록의 레지듀얼 데이터를 가변적으로 부호화하는 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 현재 블록의 예측 모드와 그 주변 블록의 예측 모드가 모두 스킵 모드인 경우, 스킵 모드로 예측 부호화되는 현재 블록의 레지듀얼 데이터도 부호화함으로써 다른 블록의 참조 블록으로 이용될 가능성이 큰 현재 블록에 보다 많은 비트를 할당하여 부호화를 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for Video encoding and decoding}

본 발명은 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스킵 모드로 예측되는 현재 블록의 주변 블록의 예측 모드가 스킵 블록인지 여부를 판단하여 추후 다른 블록의 참조 블록으로 이용될 가능성이 큰 현재 블록에 보다 많은 비트를 할당하여 부호화를 수행하는 영상의 부호화, 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 예측 모드 각각에서 매크로 블록을 부호화한 다음, 매크로 블록의 부호화에 소요되는 비트율과 원 매크로 블록과 복호화된 매크로 블록과의 왜곡 정도에 따라서 예측 모드를 하나 선택하여 매크로 블록을 부호화한다.

H.264/MPEG-4 AVC에서는 하나의 픽처를 크게 I, B, P 슬라이스 중 어느 하나의 슬라이스로 나누어지고, 각 슬라이스는 복수 개의 매크로블록으로 나누어진다. 매크로블록은 인터 모드와 인트라 모드의 두 가지 예측 모드로 부호화된다.

먼저, 인터 모드(inter mode)는 현재 픽처의 매크로블록을 부호화하기 위해서 참조 픽처에서 선택된 하나 또는 복수개의 블록들의 위치를 나타내는 움직임 벡터 정보와 화소값의 차를 부호화하는 인터 프리딕션에서 사용되는 모드이다. H.264/MPEG-4 AVC에서는 참조 픽처를 최대 5개까지 가질 수 있으므로 참조 픽처를 저장한 프레임 메모리 내에서 참조 픽처를 검색하여 현재 매크로블록이 참조할 블록을 찾는다. 프레임 메모리에 저장되는 참조 픽처는 현재 픽처를 기준으로 과거 픽처 또는 미래 픽처가 될 수 있다.

다음으로, 인트라 모드(intra mode)는 현재 픽처의 매크로블록을 부호화하기 위해서 참조 픽처를 참조하는 것이 아니라, 부호화하고자 하는 매크로블록과 공간적으로 인접한 화소값을 이용하여 부호화하고자 하는 매크로블록에 대한 예측값을 계산한 후, 이 예측값과 화소값의 차를 부호화하는 인트라 프리딕션에서 사용되는 모드이다.

도 1은 H.264/MPEG-4 AVC에서 움직임 예측 및 보상을 위한 인터 예측 모드들을 나타낸 도면이다. 하나의 16×16 매크로블록은 16×16, 16×8, 8×16, 또는 8×8 블록으로 나누어질 수 있고, 각각의 8×8 블록은 더 작은 단위인 8×4, 4×8, 4×4 블록으로 나누어질 수 있다. 이렇게 분할된 형태에 따라 분류되는 인터 예측 모드들을 적용하여 매크로블록을 부호화하고, 매크로블록의 부호화에 소요되는 비트율과, 원 매크로블록과 복호화된 매크로블록과의 왜곡정도에 따라 최소 코스트를 갖는 예측 모드를 정해 매크로블록을 부호화한다.

또한, H.264/MPEG-4 AVC에서는 도 1에 도시된 예측 모드 이외에 P 슬라이스에 포함된 매크로블록의 움직임 벡터가 예측 움직임 벡터(Motion Vector Predicted)와 동일하거나, B 슬라이스에 포함된 매크로블록의 움직임 벡터가 직접(direct) 움직임 벡터와 동일할 때, 1비트의 플래그(flag)만을 이용하여 매크로블록을 부호화하는 스킵(skip) 모드가 있다. 스킵 모드에서는 매크로블록의 부호화 정보로서 1비트의 플래그 정보만이 비트스트림에 포함되고, 매크로블록의 레지듀얼 정보는 별도로 부호화되지 않는다. 스킵 모드로 부호화된 매크로블록을 복호화할 때에는 이전에 부호화된 주변 블록들의 움직임 벡터로부터 예측 움직임 벡터를 생성하고, 예측 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 통해 매크로블록을 복원한다.

스킵 모드로 판단되는 매크로블록은 일반적으로 움직임이 적은 배경에서 많이 발생한다. 특히, 장면 전환(scene change) 등이 일어나지 않고 배경이 고정된 경우, 스킵 모드로 부호화된 배경 영역은 그 이후의(subsequent) 프레임들의 대응 영역에서도 계속하여 스킵 모드로 부호화될 가능성이 크다. 이와 같이, 스킵 모드로 부호화된 블록이 다른 블록의 참조 데이터로 이용되는 경우, 스킵 모드로 부호화된 블록의 화질이 저하된다면 이를 참조하는 다른 블록의 화질도 저하될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 참조 데이터로 이용될 가능성이 큰 스킵 모드로 부호화되는 블록(이하 "스킵 블록"이라 함)에 상대적으로 많은 비트를 할당하여 부호화를 수행함으로써, 스킵 블록을 참조하는 다른 블록들의 화질을 향상시키는 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다른 블록들의 참조 데이터로 이용되는 스킵 블록에 상대적으로 많은 비트를 할당하여, 스킵 블록을 참조하는 다른 블록들의 부호화시에 발생되는 비트량을 조절하여 비트율을 제어하는 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 영상의 부호화 방법은 부호화되는 현재 블록에 대한 움직임 예측을 수행하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드인 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단하는 단계; 상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 상기 현재 블록과 상기 현재 블록의 예측 블록 사이의 차이값인 레지듀얼을 부호화하는 단계; 및 상기 영상을 부호화한 비트스트림에 상기 레지듀얼 정보를 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상의 부호화 장치는 이용가 능한 예측 모드들을 적용하여 부호화되는 현재 블록에 대한 움직임 예측을 수행하는 움직임 예측부; 상기 현재 블록과 상기 현재 블록의 예측 블록 사이의 차이값인 레지듀얼을 부호화하는 부호화 수행부; 및 상기 부호화 수행부에서 생성된 비트스트림의 코스트에 따라서 상기 예측 모드들 중 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하며, 상기 결정된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드이며, 상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 상기 부호화 결과 생성된 비트스트림에 상기 레지듀얼 정보를 부가하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 입력 비트스트림으로부터 복호화되는 현재 블록의 예측 모드 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드인 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단하는 단계; 상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 레지듀얼을 추출하여 복호화하는 단계; 상기 스킵 모드에 따른 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 현재 블록의 예측 블록과 상기 레지듀얼을 가산하여 상기 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 영상 복호화 장치는 입력 비트스트림으로부터 복호화되는 현재 블록의 예측 모드 정보 및 레지듀얼 정보를 추출하는 엔트로피 복호화부; 상기 추출된 예측 모드에 따라서 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부; 상기 레지듀얼 정보를 복호화하는 레지듀얼 복원부; 상기 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드이며, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 레지듀얼을 추출하여 상기 레지듀얼 복원부에 의하여 복호화되도록 제어하는 제어부; 및 상기 현재 블록의 예측 블록과 상기 레지듀얼을 가산하여 상기 현재 블록을 복호화하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 참조 데이터로 이용될 가능성이 큰 스킵 블록을 참조하는 다른 블록들의 화질을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 영상의 전체적인 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 스킵 블록을 참조하는 다른 블록들의 부호화시에 발생되는 비트량을 조절하여 제한된 대역폭 내에서 효율적인 비트 할당이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(200)는 감산부(205), 예측부(210), 변환 및 양자화부(220), 엔트로피 코딩부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.

예측부(210)는 입력 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 분할된 각 블록에 대하여 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 예측 블록을 생성한다. 구체적으 로, 움직임 예측부(211)는 도 1에 도시된 바와 같은 예측 모드들, 즉 16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8, 4x4 예측 모드들에 따라서 이전에 부호화된 후 복원된 참조 픽처의 소정 탐색 범위 내에서 현재 블록과 유사한 영역을 가리키는 움직임 벡터를 생성하는 움직임 예측을 수행한다. 움직임 보상부(212)는 생성된 움직임 벡터가 가리키는 참조 픽처의 대응 영역 데이터를 획득하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 움직임 보상을 수행한다. 또한, 인트라 예측부(216)는 현재 블록에 인접한 주변 블록의 데이터를 이용하여 예측 블록을 생성하는 인트라 예측을 수행한다.

감산부(205)는 예측부(210)에서 생성된 현재 블록의 예측 블록과 원 영상 데이터를 감산한 레지듀얼을 생성하며, 변환 및 양자화부(220)는 레지듀얼을 주파수 영역으로 변환하고, 변환된 레지듀얼을 양자화한다.

엔트로피 코딩부(230)는, 양자화된 영상 데이터에 대하여 가변 길이 부호화를 수행하여 비트스트림을 생성한다.

역변환 및 역양자화부(215)는 변환 및 양자화된 레지듀얼 데이터에 대한 역양자화 및 역변환을 수행하여 레지듀얼 데이터를 복원한다. 가산부(217)은 복원된 레지듀얼 데이터와 예측 데이터를 가산하여 현재 블록을 복원한다. 복원된 현재 블록은 디블록킹 필터(214)를 거쳐 저장부(213)에 저장되어 다음 블록의 참조 데이터로 이용된다.

제어부(240)는 각 예측 모드들에 따른 비트스트림의 코스트와 스킵 모드에 따른 비트스트림을 비교하여 현재 블록의 부호화에 최적인 예측 모드를 결정한다. 여기서, 스킵 모드는 현재 블록의 예측 모드 정보만을 부호화하는 모드이다. 일반 적으로 부호화되는 현재 블록이 배경 영역인 경우 현재 블록이 참조하는 참조 픽처과 현재 블록이 동일할 확률이 높기 때문에, 이 경우에는 레지듀얼 신호나 움직임 벡터 정보 등의 별도의 데이터를 부호화하지 않고 스킵 모드를 나타내는 예측 모드 정보만을 1비트의 플래그(flag)를 통해 전송한다. 복호화기에서는 스킵 모드로 판단된 현재 블록을 복호화할 때, 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 결정하고 예측 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상값 자체를 현재 블록의 복호화된 값으로 이용하게 된다.

이하, 스킵 모드에서 현재 블록의 예측 움직임 벡터(predictive motion vector)를 결정하는 과정을 설명한다. 여기서 예측 움직임 벡터는 움직임 예측부(211)에서 실제로 움직임 예측을 통해 결정되는 움직임 벡터가 아니라, 현재 블록의 주변 블록이 갖는 움직임 벡터를 이용하여 결정되는 움직임 벡터의 예측값이다.

도 3a 및 도 3b는 스킵 모드에 따른 예측 움직임 벡터를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a는 현재 블록(E)와 인접 블록(A,B,C)이 모두 동일한 크기를 갖는 경우 예측 움직임 벡터를 계산하는 과정을 나타내며, 도 3b는 현재 블록(E)과 인접 블록(A,B,C)이 다른 크기를 갖는 경우 예측 움직임 벡터를 계산하는 과정을 나타낸다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 현재 블록(E)의 예측 움직임 벡터(MVP)는 다음과 같이 결정될 수 있다.

① 16×8 및 8×16 블록을 제외한 현재 블록(E)의 예측 움직임 벡터는 인접 블록(A,B,C)들이 갖는 움직임 벡터의 중간값으로 계산된다.

② 16×8 블록에 대해, 위쪽에 위치한 16×8 현재 블록(E)의 예측 움직임 벡터는 B로부터 예측되고, 아래쪽에 위치한 16×8 현재 블록(E)의 예측 움직임 벡터는 A로부터 계산된다.

③ 8×16 블록에 대해, 왼쪽에 위치한 8×16 현재 블록(E)의 예측 움직임 벡터는 A로부터 예측되고, 오른쪽에 위치한 8×16 현재 블록(E)의 예측 움직임 벡터는 C로부터 예측된다.

④ 스킵 블록의 경우, 상기 ①과 같이 계산된다.

전술한 예측 움직임 벡터의 결정은 H.264/MPEG-4 AVC 등에서 널리 알려져 있는바 구체적인 설명은 생략한다.

제어부(240)는 스킵 모드에 따른 가상의 예측 움직임 벡터를 이용하여 부호화된 현재 블록의 코스트와, 도 1에 도시된 예측 모드들에 따라서 부호화된 현재 블록의 코스트를 비교하여 최소의 코스트를 갖는 예측 모드를 결정한다. 여기서, 코스트로는 대표적으로 비트율-왜곡(Rate-Distorion:RD) 함수가 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제어부(240)는 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드도 스킵 모드인지 여부를 판단한다. 이는 스킵 모드로 판단된 현재 블록이 실제 배경 영역에 해당되는지 여부를 보다 정밀하게 판단하기 위한 것이다. 만약 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드들 역시 스킵 모드라면 현재 블록이 실제로 배경 영역에 해당될 확률이 크다고 판단될 수 있다. 여기서, 현재 픽처 내의 블록들을 좌에서 우, 위에서 아래의 순서로 처리하는 래스 터(raster) 스캔 방식에 의할 때, 주변 블록들은 현재 블록 이전에 부호화된 블록들인 현재 블록의 상측 블록, 현재 블록의 좌측 블록 및 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 스킵 모드로 결정된 현재 블록(이하 "스킵 현재 블록"이라 함)이 실제 배경 영역에 해당되는지에 대한 판단의 정확성을 높이기 위해서는 현재 블록의 상측 블록, 현재 블록의 좌측 블록 및 좌상측 블록이 모두 스킵 모드로 판단된 경우에 현재 블록을 배경 영역에 속하는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

제어부(240)는 스킵 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 스킵 현재 블록의 레지듀얼 데이터가 부호화되도록 제어한다. 종래 기술에 따르면 스킵 현재 블록에 대해서는 별도의 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않고 단지 스킵 모드를 나타내는 예측 모드 정보만을 부호화하였으나, 본 발명에 따르면 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인 스킵 현재 블록에 대해서 추가적으로 레지듀얼 데이터를 부호화하여 전송함으로써 스킵 현재 블록을 참조하는 다른 블록들의 예측 효율을 향상시킨다. 다시 말해서, 현재 블록 및 그 주변 블록들의 예측 모드가 모두 스킵 모드인 경우 스킵 현재 블록은 이후의 프레임들에 구비된 블록들의 참조 블록으로 이용될 가능성이 크기 때문에, 스킵 현재 블록의 부호화 정보로서 레지듀얼 데이터를 부가하여 전송하는 것이다. 이를 위해 제어부(240)는 현재 블록 및 그 주변 블록들의 예측 모드 역시 스킵 모드인 경우, 예측 움직임 벡터를 이용하여 생성된 스킵 현재 블록의 예측값과 원 현재 블록의 차이인 레지듀얼이 부호화되도록 변환 및 양자화부(220) 및 엔트로피 코딩부(230)를 제어한다. 변환 및 양자화부(220)는 제어부(240)의 제어에 따라 스킵 현재 블록의 레지듀얼을 주파수 영역으로 변환한 다음, 변환된 레지듀얼을 양자화한다. 이 때, 변환 및 양자화부(220)는 스킵 현재 블록에 보다 많은 비트를 할당하기 위하여 기 설정된 양자화 계수(Quantization Parameter)보다 더 작은 양자화 계수를 적용하여 양자화를 수행하는 것이 바람직하다. 일 예로, H.264/MPEG-4 AVC에 따라 스킵 현재 블록을 양자화하는데 기 설정된 양자화 계수를 QP라고 하면, 주변 블록 역시 스킵 모드로 부호화되는 스킵 현재 블록의 레지듀얼을 양자화할 때에는 (QP-2)와 같이 두 단계 작은 양자화 계수를 이용하여 양자화를 수행한다.

다음, 엔트로피 코딩부(230)는 주변 블록 역시 스킵 모드로 예측 부호화된 스킵 현재 블록에 대한 가변 길이 부호화를 수행하여 생성된 비트스트림의 소정 영역에 스킵 모드를 나타내는 1비트의 플래그 정보 및 스킵 현재 블록의 레지듀얼 데이터 정보를 부가한다.

한편, 제어부(240)는 스킵 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 것으로 판단된 경우에는, 스킵 현재 블록의 레지듀얼을 부호화하지 않고 종래 기술과 같이 현재 블록이 스킵 블록인지를 나타내는 소정의 플래그만을 비트스트림에 부가하도록 제어한다.

도 4는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 5는 도 4의 단계 410을 구체화한 플로우 차트이다.

도 4를 참조하면, 단계 410에서 부호화되는 현재 블록에 대한 움직임 예측을 수행하여 현재 블록의 예측 모드를 결정한다. 도 5를 참조하면, 단계 411에서 현 재 블록의 예측 모드를 결정하기 위하여 이용가능한 예측 모드들, 예를 들어 16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8, 4x4 예측 모드 및 스킵 모드에 따라서 현재 블록을 예측 부호화한다. 다음 단계 412에서 각 예측 모드에 따른 코스트, 예를 들어 RD 코스트를 계산하고, 단계 413에서 최소 코스트를 갖는 예측 모드를 현재 블록의 예측 모드로 결정한다.

다시 도 4를 참조하면, 단계 420에서 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단한다. 만약, 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드라면, 단계 430에서 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단한다. 전술한 바와 같이, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 상측 블록, 좌측 블록 및 좌상측 블록 중 적어도 하나의 블록을 이용할 수 있다. 판단의 정확성을 높이기 위해서는 이용되는 주변 블록의 개수를 증가시키는 것이 바람직하다.

단계 430의 판단 결과, 스킵 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드 역시 스킵 모드로 판단된 경우, 단계 440에서 종래와 같이 스킵 모드를 나타내는 1비트의 플래그 정보 이외에 예측 움직임 벡터를 이용한 스킵 현재 블록의 움직임 보상 예측값과 스킵 현재 블록의 입력값의 차이인 레지듀얼을 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한다. 이 때, 주변 블록들 역시 스킵 모드인 스킵 현재 블록에 보다 많은 비트를 할당하기 위하여 스킵 현재 블록의 레지듀얼을 양자화할 때 보다 작은 양자화 계수를 적용하는 것이 바람직하다.

단계 450에서, 스킵 현재 블록의 부호화 정보로서 스킵 모드를 나타내는 1비트의 플래그 정보 이외에, 단계 440에 의하여 생성된 스킵 현재 블록의 레지듀얼 정보를 비트스트림에 부가한다.

한편, 단계 420의 판단 결과 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 경우에는, 종래 기술과 같이 최소 코스트를 갖는 예측 모드에 따라서 현재 블록의 레지듀얼을 부호화하여 비트스트림을 생성한다. 또한, 단계 430의 판단 결과 현재 블록의 예측 모드는 스킵 모드이지만 주변 블록의 예측 모드는 스킵 모드가 아닌 것으로 판단되는 경우 종래 기술과 같이 스킵 현재 블록의 부호화 정보로서 스킵 모드를 나타내는 1비트의 플래그 정보만을 비트스트림에 부가한다.

도 6은 본 발명에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복호화 장치(600)는 엔트로피 복호화부(610), 예측부(620), 레지듀얼 복원부(630), 제어부(640), 가산부(650) 및 저장부(660)를 포함한다.

엔트로피 복호화부(610)는 입력 비트스트림으로부터 복호화되는 현재 블록의 예측 모드 정보 및 레지듀얼 정보를 추출한다. 이 때, 제어부(640)는 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드이며 현재 블록의 이전에 복호화된 주변 블록들의 예측 모드 역시 스킵 모드인 경우, 엔트로피 복호화부(610)가 비트스트림으로부터 현재 블록의 레지듀얼을 추출하도록 제어한다. 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드이지만 현재 블록의 이전에 복호화된 주변 블록들의 예측 모드는 스킵 모드가 아닌 경우, 스킵 현재 블록에 대한 별도의 레지듀얼 데이터가 없으므로 제어부(640)는 스킵 현재 블록에 대한 레지듀얼 데이터가 추출 과정이 생략되도록 엔트로피 복호화부(610)를 제어한다. 이와 같이, 복호화 측에서의 제어부(640)는 현재 블록의 예측 모드 및 이전에 복호화된 주변 블록의 예측 모드로부터 전술한 본 발명에 따라 부호화된 스킵 블록들의 유형을 판별할 수 있다.

예측부(620)는 추출된 예측 모드에 따라서 현재 블록의 예측 블록을 생성한다. 만약 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드로 판별된 경우에는 전술한 도 3a 및 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 예측부(620)는 현재 블록 이전에 복호화된 주변 블록들이 갖는 움직임 벡터를 이용하여 스킵 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 계산하고, 예측 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 수행하여 스킵 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.

레지듀얼 복원부(630)는 추출된 레지듀얼 데이터를 역변환 및 역양자화하여 레지듀얼 데이터를 복원한다. 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인 경우, 제어부(640)는 스킵 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드 역시 스킵 모드인지를 판단하고, 스킵 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드도 스킵 모드인 경우에 한하여 레지듀얼 복원부(630)가 스킵 현재 블록의 레지듀얼 데이터를 복원하도록 제어한다. 이 때 이용되는 주변 블록은 현재 블록의 상측 블록, 좌측 블록 및 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함한다.

가산부(650)는 예측 모드에 따라서 생성된 현재 블록의 예측 블록과 복원된 레지듀얼을 가산하여 현재 블록을 복호화한다. 그 주변 블록들의 예측 모드도 스킵 모드인 스킵 현재 블록을 복호화할 때에는 가산부(650)는 예측 움직임 벡터를 이용하여 생성된 움직임 보상값과 비트스트림으로부터 추출된 레지듀얼 데이터를 가산하게 된다. 그 주변 블록들의 예측 모드는 스킵 모드가 아닌 스킵 현재 블록 을 복호화할 때에는, 가산부(650)는 종래 기술과 같이 예측 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상값을 바로 스킵 현재 블록의 복호화 값으로 결정하여 출력한다.

도 7은 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 7을 참조하면, 단계 710에서 입력 비트스트림으로부터 복호화되는 현재 블록의 예측 모드 정보를 추출한다.

단계 720에서 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단한다. 만약 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드라면, 단계 730에서 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단한다.

만약, 현재 블록 및 그 주변 블록들의 예측 모드가 모두 스킵 모드로 판단된 경우, 단계 740에서 비트스트림으로부터 현재 블록의 레지듀얼을 추출하여 복호화한다.

단계 750에서, 스킵 모드에 따른 예측 움직임 벡터를 계산하고, 예측 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상을 수행하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.

단계 760에서, 현재 블록의 예측 블록과 복호화된 레지듀얼을 가산하여 현재 블록을 복호화한다.

한편, 단계 720의 판단 결과 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 경우에는, 단계 725에서는 추출된 예측 모드에 따라서 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하고, 비트스트림으로부터 추출되어 복호화된 레지듀얼과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복호화한다.

또한, 단계 730의 판단 결과 현재 블록의 예측 모드는 스킵 모드이지만 주변 블록의 예측 모드는 스킵 모드가 아닌 경우에는 종래 기술과 같이 별도의 레지듀얼의 복호화 과정없이 스킵 모드에 따른 예측 움직임 벡터를 이용한 움직임 보상값 자체를 현재 블록의 복호화된 값으로 계산한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 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. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 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.

도 1은 H.264/MPEG-4 AVC에서 움직임 예측 및 보상을 위한 인터 예측 모드들을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3a 및 도 3b는 스킵 모드에 따른 예측 움직임 벡터를 결정하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.

도 4는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 5는 도 4의 단계 410을 구체화한 플로우 차트이다.

도 6은 본 발명에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 7은 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

Claims (20)

  1. 영상의 부호화 방법에 있어서,
    부호화되는 현재 블록에 대한 움직임 예측을 수행하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 결정된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드인 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 상기 현재 블록과 상기 현재 블록의 예측 블록 사이의 차이값인 레지듀얼을 부호화하는 단계; 및
    상기 영상을 부호화한 비트스트림에 상기 레지듀얼 정보를 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주변 블록들은 상기 현재 블록의 상측 블록, 좌측 블록 및 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계는
    이용가능한 모든 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 예측 부호화하여 소정의 코스트를 계산하는 단계; 및
    상기 예측 모드들 중에서 상기 코스트가 최소인 예측 모드를 상기 현재 블록의 예측 모드로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스킵 모드는
    상기 현재 블록의 주변 블록들의 움직임 벡터들을 이용하여 예측된 상기 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상된 예측값을 상기 현재 블록의 예측 블록으로 이용하는 예측 모드인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 레지듀얼을 부호화하는 단계는
    상기 레지듀얼을 주파수 영역으로 변환하는 단계;
    상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인 경우, 기 설정된 양자화 계수보다 더 작은 양자화 계수를 적용하여 상기 레지듀얼을 양자화하는 단계; 및
    상기 양자화된 레지듀얼을 엔트로피 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록과 상기 현재 블록의 예측 블록 사이의 차이값인 레지듀얼을 부호화하지 않고 상기 현재 블록이 스킵 블록인지를 나타내는 소정의 플래그만을 비트스트림에 부가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  7. 영상의 부호화 장치에 있어서,
    이용가능한 예측 모드들을 적용하여 부호화되는 현재 블록에 대한 움직임 예측을 수행하는 움직임 예측부;
    상기 현재 블록과 상기 현재 블록의 예측 블록 사이의 차이값인 레지듀얼을 부호화하는 부호화 수행부; 및
    상기 부호화 수행부에서 생성된 비트스트림의 코스트에 따라서 상기 예측 모드들 중 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하며, 상기 결정된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드이며, 상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 상기 부호화 결과 생성된 비트스트림에 상기 레지듀얼 정보를 부가하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 주변 블록들은 상기 현재 블록의 상측 블록, 좌측 블록 및 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 이용가능한 모든 예측 모드에 따라서 상기 현재 블록을 예측 부호화하여 생성된 비트스트림의 코스트를 비교하여 상기 코스트가 최소인 예측 모드를 상기 현재 블록의 예측 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 스킵 모드는
    상기 현재 블록의 주변 블록들의 움직임 벡터들을 이용하여 예측된 상기 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상된 예측값을 상기 현재 블록의 예측 블록으로 이용하는 예측 모드인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 부호화 수행부는
    상기 레지듀얼을 주파수 영역으로 변환하고, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인 경우 기 설정된 양자화 계수보다 더 작은 양자화 계수를 적용하여 상기 레지듀얼을 양자화하는 변환 및 양자화부; 및
    상기 양자화된 레지듀얼을 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록과 상기 현재 블록의 예측 블록 사이의 차이값인 레지듀얼을 부호화하지 않고 상기 현재 블록이 스킵 블록인지를 나타내는 소정의 플래그만을 비트스트림에 부가하도록 상기 부호화 수행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  13. 영상 복호화 방법에 있어서,
    입력 비트스트림으로부터 복호화되는 현재 블록의 예측 모드 정보를 추출하는 단계;
    상기 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드인 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드로 판단된 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 레지듀얼을 추출하여 복호화하는 단계;
    상기 스킵 모드에 따른 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 예측 블록과 상기 레지듀얼을 가산하여 상기 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 주변 블록들은 상기 현재 블록의 상측 블록, 좌측 블록 및 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 스킵 모드에 따른 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계는
    상기 현재 블록의 주변 블록들의 움직임 벡터들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상된 예측값을 상기 현재 블록의 예측 블록으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 움직임 벡터들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상된 예측값을 상기 현재 블록의 복호화된 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  17. 영상 복호화 장치에 있어서,
    입력 비트스트림으로부터 복호화되는 현재 블록의 예측 모드 정보 및 레지듀 얼 정보를 추출하는 엔트로피 복호화부;
    상기 추출된 예측 모드에 따라서 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부;
    상기 레지듀얼 정보를 복호화하는 레지듀얼 복원부;
    상기 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵(skip) 모드이며, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드인 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 레지듀얼을 추출하여 상기 레지듀얼 복원부에 의하여 복호화되도록 제어하는 제어부; 및
    상기 현재 블록의 예측 블록과 상기 레지듀얼을 가산하여 상기 현재 블록을 복호화하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 주변 블록들은 상기 현재 블록의 상측 블록, 좌측 블록 및 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 예측부는
    상기 추출된 현재 블록의 예측 모드가 스킵 모드인 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 움직임 벡터들을 이용하여 생성된 예측 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상된 예측값을 상기 현재 블록의 예측 블록으로 결정하는 것을 특징으로 하 는 영상 복호화 장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 주변 블록들의 예측 모드가 스킵 모드가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 레지듀얼을 추출하지 않고, 상기 예측부에 의하여 생성된 상기 현재 블록의 움직임 보상된 예측값을 상기 현재 블록의 복호화된 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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