KR20090103674A - 영상의 인트라 예측 부호화/복호화 방법 및 그 장치 - Google Patents

영상의 인트라 예측 부호화/복호화 방법 및 그 장치

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KR20090103674A
KR20090103674A KR1020080100752A KR20080100752A KR20090103674A KR 20090103674 A KR20090103674 A KR 20090103674A KR 1020080100752 A KR1020080100752 A KR 1020080100752A KR 20080100752 A KR20080100752 A KR 20080100752A KR 20090103674 A KR20090103674 A KR 20090103674A
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Abstract

본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 방법은, 인트라 예측 부호화를 수행하는 방법에 있어서, 부호화를 수행할 영상을 부호화단위로 입력받는 과정과, 상기 부호화단위를 분할하여, 복수의 부단위를 구성하는 과정과, 상기 부호화단위에 적용할 인트라 예측 모드를 결정하는 과정과, 결정된 상기 인트라 예측 모드에 기초하여, 상기 부호화단위에 포함된 부단위 별로 잉여 데이터를 획득하는 과정과, 부호화단위의 인트라 예측 모드 및 부단위의 잉여 데이터를 부호화하는 과정을 포함한다.

Description

영상의 인트라 예측 부호화/복호화 방법 및 그 장치{METHOD FOR PREDICTIVE INTRA CODING/DECODING FOR VIDEO AND APPARATUS FOR SAME}
본 발명은 영상 부호화 방법에 관한 것으로서, 특히 인트라 예측 부호화 방법에 관한 것이다.
동영상 신호의 전송이나 저장시에 높은 영상 화질을 유지하면서 낮은 데이터 레이트나 적은 저장 영역을 얻기 위한 다양한 디지털 동영상 압축 기술이 제안되어 왔다. 이러한 동영상 압축 기술은 H.261, H.263, H.264, MPEG-2, MPEG-4 등과 같은 국제 표준 규격들이다. 이러한 압축 기술은 이산 코사인 변환(DCT: Discrete Cosine Transform) 기법이나 모션 보상(MC: Motion Compensation) 기법 등에 의해, 비교적 높은 압축률을 달성하고 있다. 이러한 동영상 압축 기술은 동영상 데이터의 스트림이 다양한 디지털 네트워크, 예를 들면, 휴대전화 네트워크, 컴퓨터 네트워크, 케이블 네트워크, 위성 네트워크 등에 효율적으로 전달되도록 적용되고 있다. 또한 하드디스크, 광디스크, 디지털 동영상 디스크(DVD) 등의 기억 매체에도 효율적으로 저장되도록 적용되고 있다.
고화질을 위해서는, 동영상 부호화시 많은 양의 데이터를 요구하게 된다. 그러나, 동영상 데이터를 전달하는 통신 네트워크는 부호화에 적용할 수 있는 데이터 레이트를 제한할 수 있다. 예를 들어, 위성방송 시스템의 데이터 채널이나 디지털 케이블 텔레비전 네트워크의 데이터 채널은 일반적으로 고정 비트 레이트(CBR: Constant Bit Rate)로 데이터를 보내고 있다. 또한 디스크와 같은 저장 매체의 저장 용량도 한정되어 있다.
따라서, 동영상 부호화 프로세스는 화질과 이미지 압축에 필요한 비트 수를 적절히 트레이드 오프하게 된다. 또한 동영상 부호화는 비교적 복잡한 처리를 요구하므로, 예를 들어 소프트웨어로 이를 구현하려고 할 경우에는, 동영상 부호화 프로세스는 비교적 많은 CPU 사이클을 필요로 하게 된다. 더욱이 이를 실시간으로 처리하려고 하면, 시간적인 제약이 부호화 수행시의 정밀함을 제한하게 되며, 이에 따라 달성할 수 있는 화질이 제한된다.
이와 같이, 동영상 부호화는 실제 사용환경에서 중요한 사안이며, 되도록이면 처리 방식의 복잡도와 전송 데이터율을 줄이면서도 고화질을 얻도록 하기 위한 동영상 부호화 방식이 제안되고 있다.
특히, H.264/AVC 표준은 인트라 부호화시 주변 화소값들을 이용하여 공간영역에서의 인트라 예측 부호화를 수행한다. 주변의 어떤 화소값을 이용할지 결정하는 것이 부호화 효율 향상에 중요한데, 이를 위해 최적의 인트라 예측 방향을 정하고 이 방향에 해당하는 주변 화소값들을 사용하여 부호화할 화소의 예측값을 계산한다. 이 경우 부호화기는 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 방향 정보를 복호화기에 전달하여 복호화기도 이와 동일한 방향으로 주변 화소값을 사용하여 복호화할 화소의 예측값을 계산할 수 있도록 한다.
도 1은 H.264 표준에 기초한 4×4 화소 단위의 인트라 예측 모드를 예시하고, 도 2는 H.264 표준에 기초한 16×16 화소 단위의 인트라 예측 모드를 예시한다.
도 1을 참조하면, 4×4 화소 단위의 인트라 예측 모드는 수직모드(0모드), 수평모드(1모드), DC 모드(2모드), 대각선 왼쪽 모드(3모드), 대각선 오른쪽 모드(4모드), 수직 오른쪽 모드(5모드), 수직 왼쪽 모드(6모드), 수평 위쪽 모드(7모드) 및 수평 아래쪽 모드(8모드) 등 총 9개가 존재한다. 또한, 도 2를 참조하면, 16×16 화소 단위의 인트라 예측 모드는 수직모드(0모드), 수평모드(1모드), DC 모드(2모드), 평면 모드(3모드) 등 4개가 존재한다.
일반적으로, 인트라 예측 부호화 방법은 현재 매크로블록에 대해 전술한 인트라 4×4 모드와 인트라 16×16 모드의 총 13가지 모드로 부호화한 후 그 중 가장 코스트(cost)가 작은 모드를 인트라 예측 모드로 결정하고, 결정된 모드를 기준으로 부호화를 수행한다. 보다 상세하게 설명하면, 먼저, 현재 매크로블록에 대해서 16×16 화소 단위의 4가지 인트라 예측 모드를 수행하여 코스트가 가장 작은 모드를 선택한다. 그 후, 4×4 화소 단위의 16개에 대해서 차례대로 9가지의 인트라 4×4 예측 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하고, 각각의 모드 별로 코스트가 가장 작은 모드를 선택한다. 그리고, 16×16 화소 단위의 4가지 인트라 예측 모드에 대한 코스트와, 4×4 화소 단위의 16개의 인트라 예측 모드에 대한 코스트를 비교하여, 최종적으로 코스트가 가장 작은 모드를 선택한다.
4×4 화소 단위로 인트라 예측을 수행하는 경우, 4×4 서브블록 단위의 인트라 예측 부호화는 잉여 데이터가 비교적 적게 발생 하지만, 부호화단위, 예컨대 매크로 블록 단위에 대해 16개의 인트라 예측 모드를 부호화해야 하므로, 인트라 예측 모드의 부호화에 많은 비트수가 사용되고, 결국 압축효율이 감소하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이 부호화단위, 예컨대 16×16 화소 단위로 인트라 예측 부호화를 수행하는 경우에는, 인트라 예측 모드의 부호화에 적은 비트수가 할당될 수는 있으나, 인트라 예측을 수행하는 범위가 너무 넓어 예측된 화소와 원본 화소 사이의 상관도가 저하되며, 부호화할 잉여 데이터가 많이 발생하는 문제를 초래한다. 결국, 이러한 요인들은 부호화 효율을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로서, 부호화단위의 인트라 예측에 소요되는 데이터 량을 효과적으로 줄일 수 있는 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 인트라 예측 부호화 방법은, 부호화를 수행할 영상을 부호화단위로 입력받는 과정과, 상기 부호화단위를 분할하여, 복수의 부단위를 구성하는 과정과, 상기 부호화단위에 적용할 인트라 예측 모드를 결정하는 과정과, 결정된 상기 인트라 예측 모드에 기초하여, 상기 부호화단위에 포함된 부단위 별로 잉여 데이터를 획득하는 과정과, 부호화단위의 인트라 예측 모드 및 부단위의 잉여 데이터를 부호화하는 과정을 포함한다.
상기 인트라 예측 모드를 결정하는 과정은, 사용자로부터 미리 인트라 예측 모드를 입력받고, 상기 입력받은 인트라 예측 모드를 상기 부호화할 인트라 예측 모드를 결정하며, 상기 부단위 별로 잉여 데이터를 확인하는 과정은, 결정된 상기 인트라 예측 모드를 상기 부단위에 적용하여 인트라 예측을 수행하고, 인트라 예측된 부단위와 원본 부단위 사이의 잉여 데이터를 연산하는 것이 바람직하다.
상기 인트라 예측 모드를 결정하는 과정은, 복수의 인트라 예측 모드 각각에 대해, 부단위로 인트라 예측을 수행하는 과정과, 인트라 예측된 부단위와 원본 부단위 사이의 잉여 데이터를 확인하고, 상기 잉여 데이터를 인트라 예측된 부단위와 조합하여 복원부단위를 생성하는 과정과, 복수의 인트라 예측 모드 중, 부호화할 인트라 예측 모드를 결정하는 과정을 포함하며, 상기 부단위 별로 잉여 데이터를 확인하는 과정은, 상기 복원부단위를 생성하는 과정에서 발생되는 잉여 데이터를 읽어들이는 것이 바람직하다.
상기 인트라 예측 모드를 결정하는 과정은, 복수의 인트라 예측 모드 각각에 대해, 부단위로 복원된 데이터를 조합하여 부호화단위의 코스트를 연산하고, 최소의 코스트를 갖는 인트라 예측 모드를 상기 부호화단위의 인트라 예측 모드로 결정한다.
상기 부단위로 인트라 예측을 수행하는 과정은, 상기 부단위와 이웃한 복원부단위에 포함된 화소의 값을 이용하여, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 인트라 예측 복원 방법은 부호화된 압축데이터로부터 부호화단위의 영상 신호를 복원하는 방법에 있어서, 상기 압축데이터로부터 부호화단위의 인트라 예측 모드를 확인하는 과정과, 상기 확인된 인트라 예측 모드에 기초하여, 부호화단위에 포함된 부단위를 복원하는 과정과, 상기 부호화단위에 포함된 부단위를 조합하여 부호화단위의 영상 정보를 복원하는 과정을 포함한다.
상기 부단위를 복원하는 과정은, 상기 압축데이터로부터 상기 부단위의 잉여 데이터를 확인하는 과정과, 상기 인트라 예측 모드를 부호화단위에 동일하게 적용하여, 부단위의 인트라 예측을 수행하는 과정과, 인트라 예측된 부단위 및 부단위의 상기 잉여 데이터를 조합하여 각각의 부단위를 복원하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 부단위의 인트라 예측을 수행하는 과정은, 상기 부단위와 이웃한 복원된 화소의 값을 이용하여, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
상기 부단위의 인트라 예측을 수행하는 과정은, 부호화단위에 포함된 각각의 부단위에 대해 미리 정해진 순서에 기초하여 순차적으로 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 인트라 예측 부호화 장치는 인트라 예측 부호화를 수행하는 장치에 있어서, 부호화 단위에 포함된 부단위에 동일한 인트라 예측 모드를 적용하고, 부호화단위를 복수의 영역으로 분할한 부단위에 대한 잉여 데이터를 생성하고, 부호화 단위의 인트라 예측 모드 및 부단위의 잉여 데이터를 부호화하는 인트라 예측부를 포함한다.
상기 인트라 예측부는, 상기 부단위 별로 인트라 예측된 결과를 고려하여 부호화 단위의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
상기 인트라 예측부는, 사용자로부터 인트라 예측 모드를 입력받고, 상기 입력받은 모드를 부호화 단위의 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다.
부단위에 인트라 예측 모드를 적용하여 생성된 예측부단위 및 외부로부터 입력된 원본 영상의 부단위 사이의 차이값을 연산하는 감산부와, 상기 차이값을 포함하는 잉여 데이터를 부호화하는 잉여 데이터 부호화부와, 상기 잉여 데이터 부호화부의 부호화 방법에 대응하여, 부호화된 상기 잉여 데이터를 복원하는 잉여 데이터 복호화부와, 상기 예측부단위 및 복원된 상기 잉여 데이터를 조합하여, 복원부단위를 생성하는 가산부를 더 포함할 수 있다.
상기 인트라 예측부는, 상기 예측부단위와 이웃한 상기 복원부단위의 화소를 이용하여 부단위의 인트라 예측을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 인트라 예측 복원 장치는, 부호화된 압축데이터로부터 부호화단위의 영상 신호를 복원하는 장치에 있어서, 상기 압축데이터로부터 부호화단위의 인트라 예측 모드 및 부단위의 잉여 데이터를 확인하는 디멀티플렉서와, 상기 인트라 예측 모드를 부호화단위에 동일하게 적용하여, 부단위의 인트라 예측을 수행하는 인트라 복호화부를 포함한다.
잉여 데이터를 부호화하는 방법에 대응하여, 부호화된 상기 잉여 데이터를 복원하는 잉여 데이터 복호화부와, 상기 인트라 예측된 부단위 및 상기 복원된 잉여 데이터를 조합하여, 복원부단위를 생성하는 가산부를 더 포함할 수 있다.
상기 인트라 복호화부는, 부단위와 이웃한 복원된 화소의 값을 이용하여, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 부호화단위를 복수의 영역으로 분할한 부단위로 인트라 예측을 수행하면서, 인트라 예측 모드에 소요되는 데이터 량을 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 부호화단위의 인트라 예측에서, 부단위로 인트라 예측을 수행함으로써, 예측성능을 향상시킬 수 있으며, 복수의 부단위에 대한 인트라 예측시 발생하는 복수의 인트라 예측 모드의 정보를 현저하게 줄일 수 있다.
도 1은 H.264 표준에 기초한 4×4 화소 단위의 인트라 예측 모드의 일 예시도,
도 2는 H.264 표준에 기초한 16×16 화소 단위의 인트라 예측 모드의 일 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치가 적용되는 동영상 부호화 장치의 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 부단위로 분할된 부호화단위의 인트라 예측 순서를 예시하는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위의 수직 방향 모드의 일 예시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위의 수평 방향 모드의 일 예시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위의 DC 모드의 일 예시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 복원 장치가 적용되는 동영상 복호화장치를 나타내는 블록도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 복호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명의 실시예에서는 본 발명의 인트라 예측 모드의 부호화 방법 및 장치를 H.264/AVC 표준에 적용함을 예시한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 부호화 단위는, H.264/AVC 표준에서 영상의 픽처에 포함된 화소들을 부호화하는 단위인 매크로블록 단위를 사용한다.
또한, 본 발명의 실시예에서 인트라 예측을 수행하는 단위로서, 부호화단위(예컨대, 매크로블록)를 복수 개로 분할한 단위를 부단위로 정의한다. 나아가, H.264/AVC 표준을 예시하는 본 발명의 실시예에서 상기 부단위는 8×8, 4×4, 2×2 화소 등으로 이루어진 단위일 수 있다.
비록, 본 발명의 일 실시예에서 인트라 예측 부호화 및 복호화하는 방법으로서, H.264/AVC 표준에 기초한 부호화 및 복호화 방법을 예시하면서 부호화단위를 매크로블록으로 예시하였고, 부단위를 8×8, 4×4, 2×2 화소 등으로 이루어진 단위로 예시하였다. 그러나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며 동영상을 부호화 및 복호화하는 방법에 다양하게 적용할 수 있음은 물론이다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에서 부호화를 진행하고 있는 픽처를 현재 픽처(CP; Current Picture)로 정의하고, 부호화를 진행하고 있는 매크로블록을 현재 매크로블록(CMB; Current Macroblock)으로 정의하고, 인트라 예측 모드의 부호화를 진행중인 부단위를 현재 부단위(CS; Current Subblock)로 정의한다. 그리고, 미리 정해진 단위(예컨대, 4×4 화소 단위)로 예측된 인트라 예측 모드를 인트라 예측 모드(IPM; Intra Prediction Mode)로 정의한다.
나아가, 부호화 단위에 포함된 부단위들의 인트라 예측 모드들 사이에는 상당한 연관성(correlation)이 존재할 수 있다. 따라서, 본 발명의 인트라 예측 부호화 방법은, 상기 연관성에 기초하여, 부호화 단위당 하나의 인트라 예측 모드를 부호화하고, 부단위 별로 인트라 예측을 수행함을 특징으로 한다.
이에 대응하여, 본 발명의 인트라 예측 복호화 방법은, 부호화 단위별로 전송되는 단일의 인트라 예측 모드(IPM)를 확인하고, 확인된 상기 모드(IPM)를 부호화단위에 포함된 부단위에 모두 적용하고, 부단위의 인트라 예측 복원을 수행함을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치가 적용되는 동영상 부호화 장치의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 인트라 예측 부호화 장치가 적용되는 동영상 부호화 장치는 인트라 예측부(110), 감산부(120), 저장부(130), 잉여 데이터 부호화부(140), 잉여 데이터 복호화부(150), 가산부(155), 엔트로피 부호화부(160), 제어부(180), 및 멀티플렉서(190)를 포함한다.
인트라 예측부(110)는 상기 제어부(180)로부터 부호화단위의 인트라 예측 모드(IPM) 중, 어느 하나의 모드를 입력받는다. 예컨대, 제어부(180)로부터 제공받은 상기 모드(IPM)는 도 5, 도 6, 및 도 7에 도시된 모드일 수 있다.
그리고, 인트라 예측부(110)는 부호화 단위에 포함된 복수의 부단위마다 입력받은 상기 모드(IPM)에 따른 인트라 예측을 수행하게 된다. 즉, 저장부(130)에 저장된 이미 인트라 예측 부호화가 완료된 화소(예컨대, 현재 부단위(CS)의 상부 또는 좌측에 이웃한 화소)를 참조하여, 부호화단위(예컨대, 16×16 화소 단위의 매크로블록)에 포함된 복수의 부단위(예컨대, 16개의 4×4 화소 단위)에 대해 순차적으로 인트라 예측을 수행하게 된다. 이때, 부단위의 인트라 예측이 진행되는 순서는 도 4에 표시된 순서로 진행된다. 또한, 인트라 예측부(110)는 각각의 부단위에 인트라 예측 모드를 적용하여 예측부단위(10)를 생성한다. 나아가, 본 발명이 적용되는 부호화 장치가 인트라 예측을 수행함에 따라, 상기 예측부단위(10)와 이에 대응하는 위치의 원본 부단위(20) 사이의 잉여 데이터를 적용한 복원부단위(30)가 생성되고, 인트라 예측부(110)는 복원부단위(30)에 포함된 화소를 이후에 진행되는 부단위의 인트라 예측에 기준이 되는 화소로서 사용한다. 또한, 인트라 예측부(110)는 부호화단위에 포함된 모든 부단위에 대한 인트라 예측이 모두 완료되면, 입력받은 상기 모드(IPM)에 따른 상기 부호화단위의 코스트를 연산한다.
예컨대, 부호화 단위의 코스트는 부단위별로 코스트를 연산한 후, 연산된 상기 코스트를 합산하여 산출할 수 있다. 비록, 본 발명의 일 실시예에서 부호화단위의 코스트 연산을 부단위의 코스트를 합산하여 산출하는 것으로 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 예컨대 부호화단위에 포함된 모든 부단위의 복원을 완료한 후, 부호화단위의 코스트를 연산하는 것도 가능하다.
인트라 예측부(110)는, 상기와 같은 과정을 반복하여 복수의 인트라 예측 모드(IPM)에 대해 각각 인트라 예측을 수행하고, 각각의 모드(IPM)에 대한 코스트를 연산한다. 나아가, 인트라 예측부(110)는, 인트라 예측 모드(IPM) 중 최소의 코스트를 갖는 모드를, 현재 부단위(CS)의 인트라 예측 모드(IPM)로 선택한다.
비록, 본 발명의 일 실시예에서, 인트라 예측부(110)가 상기 제어부(180)로부터 인트라 예측 모드(IPM) 중, 어느 하나의 모드를 입력받는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제어부(180)로부터 부단위의 인트라 예측을 지시받고, 인트라 예측부(110)가 상기 각 모드들에 대해 순차적으로 인트라 예측을 수행하는 것도 가능하다.
감산부(120)는 인트라 예측 모드를 부호화하는 경우, 원본 부단위(20)와 인트라 예측부(110)로부터 입력되는 인트라 예측된 부단위(즉, 예측부단위(10)) 사이의 차분 연산을 수행하여 잉여(residue)데이터를 출력한다.
잉여 데이터 부호화부(140)는 감산부(120)로부터 출력된 잉여 데이터를 DCT와 같은 변환 및 양자화 연산한 후, 부호화된 데이터로 변환한다. 그리고, 잉여 데이터 복호화부(150)는 부호화된 잉여 데이터를 다시 복원하여 출력한다.
가산부(155)는 인트라 예측부(110)로부터 입력되는 상기 예측부단위(10)와 잉여 데이터 복호화부(150)를 통해 출력된 잉여 데이터를 결합하여 복원된 부단위(즉, 복원부단위(30))를 생성한다.
엔트로피 부호화부(160)는 인트라 예측부(110)로부터 출력되는 인트라 예측 모드(IPM) 및 잉여 데이터 부호화부(140)로부터 출력되는 잉여 데이터를 엔트로피 부호화하여 출력한다.
멀티플렉서(190)는 엔트로피 부호화된 데이터, 인트라 예측 모드(IPM), 및 부호화된 잉여 데이터에 대한 정보를 정렬하여 압축데이터를 출력한다.
제어부(180)는 상기 각 기능부들의 동작을 총괄적으로 제어한다. 특히, 제어부(180)는 현재의 부호화단위, 즉 현재의 매크로블록(CMB)의 인트라 예측 모드(IPM)를 선택하기 위해, 인트라 예측부(110), 감산부(120), 저장부(130), 잉여 데이터 부호화부(140), 잉여 데이터 복호화부(150), 가산부(155) 등의 동작을 제어한다.
즉, 제어부(180)는, 인트라 예측부(110)가 복수의 인트라 예측 모드(IPM)에 대응하는 인트라 예측을 수행하여, 복수의 예측부단위(10)를 생성하도록 제어하고, 각 모드(IPM)에 대응하는 예측부단위(10)와 원본의 부단위(20) 사이의 잉여 데이터를 부호화 및 복호화하도록, 감산부(120), 잉여 데이터 부호화부(140), 잉여 데이터 복호화부(150)의 동작을 제어하고, 상기 예측부단위(10)와 복원된 잉여 데이터를 조합하여 복원부단위(30)를 생성 및 저장하도록 가산부(155) 및 저장부(130)의 동작을 제어한다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 움직임 예측부, 움직임 보상부, 디블록킹 필터 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 잉여 데이터 부호화부(140) 및 잉여 데이터 복호화부(150)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 잉여 데이터의 DCT와 같은 변환 및 양자화(역 DCT와 같은 변환 및 역 양자화) 연산뿐 아니라, 특정 픽처(예컨대, P 또는 B 픽처)에 대한 DCT와 같은 변환 및 양자화(역 DCT와 같은 변환 및 역 양자화) 연산을 더 수행할 수도 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치는 본 발명의 인트라 예측 모드의 부호화뿐 아니라, H.264/AVC 표준에 기초한 영상 데이터의 부호화를 더 수행할 수 있다.
이하에서는, 인트라 예측 부호화 장치가 적용되는 동영상 부호화 장치의 동작을 중심으로 본 발명의 특징에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 설명한다.
우선, 부호화단위(예컨대, 매크로블록 단위)가 입력되고, 제어부(180)가 인트라 예측부(110)의 동작을 지시한다(410단계).
이에 따라, 인트라 예측부(110)는 부호화단위를 복수의 부단위(예컨대, 16개의 4×4 화소 단위)로 분할한다(420단계). 예컨대, 도 4에 도시된 매크로 블록을 16개의 부단위로 분할한다.
다음으로, 제어부(180)는 현재 부호화단위의 인트라 예측 모드(IPM)를 결정 및 예측하도록 인트라 예측부(110), 감산부(120), 잉여 데이터 부호화부(140), 잉여 데이터 복호화부(150), 가산부(155) 등의 동작을 제어한다(430단계).
구체적으로, 상기 430단계는 431 및 432단계를 포함할 수 있다. 431단계에서, 제어부(180)는 복수의 인트라 예측 모드 중, 어느 하나의 모드를 현재 부호화단위의 인트라 예측 모드(IPM)를 결정한 후, 인트라 예측부(110)로 제공한다. 예컨대, 상기 431단계에서, 제어부(180)가 결정하는 상기 어느 하나의 모드(IPM)는, 사용자의 입력에 의해 결정된 모드(IPM)일 수 있다. 한편, 인트라 예측부(110)가 제어부로부터 어느 하나의 모드(IPM)를 수신하면, 432단계에서, 인트라 예측부(110)는 도 4에 표시된 0번째의 부단위부터 순서대로, 제어부(180)로부터 제공받은 상기 모드(IPM)에 대한 부단위의 인트라 예측을 수행하여, 예측부단위(10)를 생성한다. 그런 다음, 상기 예측부단위(10) 및 상기 예측부단위(10)에 대응하는 위치의 원본 부단위(20)는 감산부(120)로 입력되고, 감산부(120)는 상기 두 부단위 사이의 잉여 데이터를 출력하게 된다. 출력된 상기 잉여 데이터는 잉여 데이터 부호화부(140)에 의해 부호화된 후, 엔트로피 부호화부(160) 및 잉여 데이터 복호화부(150)로 출력된다. 잉여 데이터 복호화부(150)는 부호화된 잉여 데이터를 복원하여 가산부(155)로 제공한다. 가산부(155)는 상기 예측부단위(10)와 상기 잉여 데이터를 결합하여 복원부단위(30)를 생성하게 되며, 상기 복원부단위(30)는 저장부(130)에 저장된다. 다음으로, 인트라 예측부(110)는 도 4에 표시된 1번째의 부단위에 대한 인트라 예측을 수행한다. 이때, 인트라 예측부(110)는 상기 모드(IPM)가 0번째 부단위에 포함된 화소를 필요로하는 경우, 이미 인트라 예측이 완료된 화소의 값, 즉 복원부단위(30)에 포함된 화소의 값을 이용하여 인트라 예측을 수행한다. 전술한 동작을 진행하여, 인트라 예측부(110)는 부호화 단위의 인트라 예측을 완료한다.
440단계에서는, 멀티플렉서(190)는 결정된 부호화단위의 인트라 예측 모드(IPM)를 부호화하고, 이와 동시에, 부단위의 인트라 예측을 통해 생성된 부단위의 잉여 데이터를 부호화한다.
비록, 본 발명의 일 실시예의 상기 431단계에서, 제어부(180)가 결정하는 상기 어느 하나의 모드(IPM)는, 사용자의 입력에 의해 결정된 모드(IPM)인 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술분야에 속한 자에 의해 다양하게 변형되어 사용될 수 있음은 물론이다.
예컨대, 사용자의 입력에 의해 어느 하나의 모드(IPM)를 결정하는 것에 대한 대안으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치가 복수의 인트라 예측 모드에 대해 각각 인트라 예측을 수행하고, 부호화단위의 코스트를 연산한 후, 최소의 코스트를 갖는 인트라 예측 모드를 결정하는 것도 가능하다. 도 9는 전술한 대안을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 410, 420, 및 440단계는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법과 동일하고, 433, 434, 435, 436, 437단계는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법과 다르다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법과 동일한 410, 420, 및 440단계는 별도로 설명하지 않으며, 433, 434, 435, 436, 437단계를 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법은 복수의 인트라 예측 모드에 대해 각각 인트라 예측을 수행한다. 따라서, 433단계에서는 우선 복수의 인트라 예측 모드 중, 어느 하나의 모드(IPM)를 선택한다. 예컨대, 제어부(180)가 복수의 인트라 예측 모드 중, 어느 하나의 모드(IPM)를 선택하여, 인트라 예측부(110)로 제공할 수 있다. 나아가, 제어부(180)가 인트라 예측 모드(IPM)의 선택을 지시하는 명령을 인트라 예측부(110)로 제공하고, 이에 대응하여 인트라 예측부(110)가 복수의 인트라 예측 모드 중, 어느 하나의 모드(IPM)를 선택할 수도 있다.
비록, 본 발명의 일 실시예의 상기 433단계에서, 제어부(180) 또는 인트라 예측부(110)가 상기 어느 하나의 모드(IPM)를 선택하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술분야에 속한 자에 의해 다양하게 변형되어 사용될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 434단계에서, 인트라 예측부(110)는 도 4에 표시된 0번째의 부단위부터 순서대로, 선택된 상기 모드(IPM)에 대한 부단위의 인트라 예측을 수행하여, 예측부단위(10)를 생성한다. 그런 다음, 상기 예측부단위(10) 및 상기 예측부단위(10)에 대응하는 위치의 원본 부단위(20)를 감산부(120)로 입력하고, 감산부(120)는 상기 두 부단위(10,20) 사이의 잉여 데이터를 출력하게 된다. 출력된 상기 잉여 데이터는 잉여 데이터 부호화부(140)에 의해 부호화된 후, 엔트로피 부호화부(160) 및 잉여 데이터 복호화부(150)로 출력된다. 잉여 데이터 복호화부(150)는 부호화된 잉여 데이터를 복원하여 가산부(155)로 제공한다. 가산부(155)는 상기 예측부단위(10)와 상기 잉여 데이터를 결합하여 복원부단위(30)를 생성하게 되며, 상기 복원부단위(30)는 저장부(130)에 저장된다. 다음으로, 인트라 예측부(110)는 도 4에 표시된 1번째의 부단위에 대한 인트라 예측을 수행한다. 이때, 인트라 예측부(110)는 상기 모드(IPM)가 0번째 부단위에 포함된 화소를 필요로하는 경우, 이미 인트라 예측이 완료된 화소의 값, 즉 복원부단위(30)에 포함된 화소의 값을 이용하여 인트라 예측을 수행한다. 전술한 동작을 진행하여, 인트라 예측부(110)는 부호화 단위에 대한 인트라 예측을 완료한다.
435단계에서, 인트라 예측부(110)는 선택된 상기 모드(IPM)에 대한 코스트를 연산한다.
복수의 인트라 예측 모드(IPM)에 대해 각각의 코스트를 연산해야한다. 따라서, 436단계에서는 복수의 인트라 예측 모드(IPM)에 대해 각각 인트라 예측이 완료되었는 지 확인한다. 복수의 인트라 예측 모드(IPM)에 대해 모든 인트라 예측이 완료되었을 경우 437단계를 수행하고, 복수의 인트라 예측 모드(IPM)에 대해 각각 인트라 예측이 완료되지 않았을 경우 433 내지 435 단계를 반복하여 수행한다.
예컨대, 인트라 예측부(110)는, 433단계에서, 제어부(180)로부터 도 5에 도시된 수직 방향의 인트라 예측 모드(IPM)를 입력받고, 434단계에서, 도 4에 표시된 부호화 순서에 대응하여 순차적으로, 부호화단위에 포함된 모든 부단위에 대해 수직 방향의 인트라 예측 및 복원을 수행한다. 즉, 3번째 부호화 순서 블록을 예로 들면, 0번째, 1번째, 2번째 서브블록은 3번째 블록의 수직 방향의 인트라 예측을 수행하기 이전에 모두 수직 방향 인트라 예측을 완료하여 복원되어 있다. 따라서, 인트라 예측부(110)는 상기 복원된 화소들을 3번째 부단위의 수직 방향 인트라 예측에 사용된다. 다시 말해서, 현재의 부단위보다 인트라 예측 및 복원의 순서가 빠른 부단위에 포함된 부단위의 화소 전체 또는 일부(예컨대, 1번째 부단위 최하위 4개의 화소)를 인트라 예측에 기준이 되는 화소로 사용하여, 인트라 예측을 수행한다. 그리고, 인트라 예측부(110)는 제어부(180)로부터 제공받은 상기 모드(IPM)에 대한 부호화 단위의 인트라 예측 및 복원을 완료한다. 나아가, 435단계에서, 인트라 예측부(110)는 복원 부단위(30)와 원본 부단위(20) 사이의 코스트를 각각 연산하고, 각 부단위의 코스트를 모두 합산하여 부호화단위의 코스트를 산출한다.
또한, 제어부(180)는 436단계를 통해 모든 인트라 예측 모드(IPM)에 대한 인트라 예측이 완료되지 않았음을 확인하고, 다시 433단계를 수행한다. 즉, 제어부(180)는 도 6에 도시된 수평 방향의 인트라 예측 모드(IPM)를 인트라 예측부(110)로 입력한다. 이에 따라, 440단계에서, 인트라 예측부(110)는 도 4에 표시된 부호화 순서에 대응하여 순차적으로, 부호화단위에 포함된 모든 부단위에 대해 수평 방향의 인트라 예측 및 복원을 수행한다. 3번째 부호화 순서 블록을 예로 들면, 0번째, 1번째, 2번째 서브블록은 3번째 블록의 수평 방향의 인트라 예측을 수행하기 이전에 모두 수평 방향 인트라 예측을 완료하여 복원되어 있다. 따라서, 인트라 예측부(110)는 상기 복원된 화소들을 3번째 부단위의 수평 방향 인트라 예측에 사용된다. 다시 말해서, 현재의 부단위보다 인트라 예측 및 복원의 순서가 빠른 부단위에 포함된 부단위의 화소 전체 또는 일부(예컨대, 2번째 부단위 최우측 4개의 화소)를 인트라 예측에 기준이 되는 화소로 사용하여, 인트라 예측을 수행한다. 그리고, 인트라 예측부(110)는 제어부(180)로부터 제공받은 상기 모드(IPM)에 대한 부호화 단위의 인트라 예측 및 복원을 완료한다. 나아가, 435단계에서, 인트라 예측부(110)는 복원부단위(30)와 원본 부단위(20) 사이의 코스트를 각각 연산하고, 각 부단위의 코스트를 모두 합산하여 부호화단위의 코스트를 산출한다.
또한, 제어부(180)는 436단계를 통해 모든 인트라 예측 모드(IPM)에 대한 인트라 예측이 완료되지 않았음을 확인하고, 다시 433단계를 수행한다. 즉, 제어부(180)는 도 6에 도시된 DC 인트라 예측 모드(IPM)를 인트라 예측부(110)로 입력한다. 이에 따라, 434단계에서, 인트라 예측부(110)는 도 4에 표시된 부호화 순서에 대응하여 순차적으로, 부호화단위에 포함된 모든 부단위에 대해 DC 인트라 예측 및 복원을 수행한다. 3번째 부호화 순서 블록을 예로 들면, 0번째, 1번째, 2번째 서브블록은 3번째 블록의 인트라 예측을 수행하기 이전에 모두 인트라 예측을 완료하여 복원되어 있다. 따라서, 인트라 예측부(110)는 상기 복원된 화소들을 3번째 부단위의 DC 인트라 예측에 사용한다. 다시 말해서, 현재의 부단위보다 인트라 예측 및 복원의 순서가 빠른 부단위에 포함된 부단위의 화소 전체 또는 일부(예컨대, 2번째 부단위 최우측 4개의 화소 및 1번째 부단위 최하위 4개의 화소)를 인트라 예측에 기준이 되는 화소로 사용하여, 인트라 예측을 수행한다. 그리고, 인트라 예측부(110)는 제어부(180)로부터 제공받은 상기 모드(IPM)에 대한 부호화 단위의 인트라 예측 및 복원을 완료한다. 나아가, 435단계에서, 인트라 예측부(110)는 복원 부단위(30)와 원본 부단위(20) 사이의 코스트를 각각 연산하고, 각 부단위의 코스트를 모두 합산하여 부호화단위의 코스트를 산출한다.
제어부(180)는 436단계에서 모든 인트라 예측 모드(IPM)에 대한 인트라 예측이 완료되었음을 확인한다.
인트라 예측부(110)는 각 모드에 따라 연산된 코스트를 이용하여, 가장 작은 코스트를 갖는 모드를 인트라 예측 모드로 결정한다(437단계).
비록, 본 발명의 실시예에서 인트라 예측부(110)가 각 모드에 따라 연산된 코스트를 이용하여, 가장 작은 코스트를 갖는 모드를 인트라 예측 모드로 결정하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 상기 437단계는 각 모드에 따라 연산된 코스트를 이용하여, 가장 작은 코스트를 갖는 모드를 인트라 예측 모드로 결정하는 것으로 충분하며, 인트라 예측 모드로 결정하는 대상은 본 발명의 기술분야에 속한자에 의해 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 인트라 예측부(110)가 각 모드에 따라 연산된 코스트를 제어부(180)로 제공하고, 제어부(180)가 가장 작은 코스트를 갖는 모드를 인트라 예측 모드로 결정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 3가지의 인트라 예측 모드(IPM)에 대해 인트라 예측을 수행하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 도 1에 도시된 9가지 인트라 예측 모드를 부호화 단위에 적용하는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 인트라 복호화부가 적용되는 동영상 복호화장치를 나타내는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 복호화 장치는 디멀티플렉서(510), 인트라 복호화부(520), 저장부(530), 엔트로피 복호화부(560), 잉여 데이터 복호화부(570), 가산부(575), 및 제어부(580)를 포함한다.
디멀티플렉서(510)는 부호화된 압축데이터를 파싱(parsing)하여, 부호화단위의 인트라 예측 모드(IPM)에 대한 정보를 확인하고, 이를 인트라 복호화부(520)로 제공한다.
인트라 복호화부(520)는 상기 부호화된 인트라 예측 모드(IPM)에 대한 정보로부터, 인트라 예측 모드를 복원하고, 복원된 상기 모드에 기초하여, 부호화 단위에 포함된 부단위별로 인트라 복원을 수행한다. 즉, 인트라 복호화부(520)는 저장부(530)에 저장된 주변 화소의 값을 사용하여, 상기 모드에 대응하는 인트라 예측을 수행하여, 예측부단위를 생성한다. 이때, 인트라 복호화부(520)는 도 4에 표시된 순서에 따라 예측부단위를 생성한다. 예측부단위의 생성은 부호화 방법에서 예측부단위를 생성하는 방법과 동일한 방법으로 생성된다.
나아가, 상기 예측부단위는 가산부(575)로 제공되고, 가산부(575)는 상기 예측부단위와 잉여 데이터를 조합하여 복원부단위를 생성하게 된다. 이렇게 생성된 복원부단위는 저장부(530)에 저장된다.
또한, 인트라 복호화부(520)는 도 4에 표시된 순서에 따라 예측부단위를 생성함에 있어서, 상기 복원부단위에 포함된 화소의 값을 기준으로 인트라 예측을 수행한다. 예컨대, 확인된 인트라 예측 모드(IPM)가 도 6에 도시된 수평 모드이고, 도 4의 0번째, 1번째, 2번째 부단위의 인트라 예측이 완료되었음을 가정하면, 인트라 복호화부(520)는 저장부(530)로부터, 이미 복원이 완료된 화소값(예컨대, 2번째 부단위에 포함된 화소값 중, 최 우측 4개의 화소값)을 기준으로 수평 모드의 인트라 예측을 수행한다.
한편, 엔트로피 복호화부(560)는 압축된 압축데이터를 수신하여 엔트로피 복호화를 수행하여 양자화된 계수를 생성하고, 잉여 데이터 복호화부(570)는 양자화된 계수에 대한 역양자화 및 역변환을 수행하여 잉여 데이터를 복원한다.
가산부(575)는 복원된 상기 잉여 데이터를 인트라 예측을 통해 복원된 상기 영상정보에 반영하여 최종적으로 영상정보를 복원한다.
한편, 제어부(580)는 상기 각 기능부들의 동작을 총괄적으로 제어하여 영상 복호화 장치의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 복호화 장치는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 움직임 예측부, 움직임 보상부, 디블록킹 필터 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 잉여 데이터 복호화부(570)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 잉여 데이터의 역 DCT와 같은 변환 및 역 양자화 연산뿐 아니라, 특정 픽처(예컨대, P 또는 B 픽처)에 대한 역 DCT와 같은 변환 및 역 양자화 연산을 더 수행할 수도 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 복호화 장치는 본 발명의 인트라 예측 모드의 복호화 뿐 아니라, H.264/AVC 표준에 기초하여 부호화된 영상 데이터의 복원을 더 수행할 수 있다.
이하에서는, 전술한 구성요소를 참조하여, 본 발명에 따른 인트라 복호화 방법을 적용한 동영상 복원 과정을 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 복호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 610단계에서 디멀티플렉서(510)는 압축데이터를 입력받고, 620단계에서 상기 압축데이터로부터 부호화 단위의 인트라 예측 모드(IPM)를 지시하는 정보를 복원하여, 인트라 복호화부(520)으로 제공한다.
다음으로, 630 단계에서는 부단위의 복원을 수행한다.
630단계는 적어도 인트라 복호화부(520), 잉여 데이터 복호화부(570) 및 가산부(575)의 동작에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 인트라 복호화부(520)는 상기 부호화된 인트라 예측 모드(IPM)에 대한 정보로부터, 인트라 예측 모드(IPM)를 복원하고, 복원된 상기 모드(IPM)에 기초하여, 부호화 단위에 포함된 부단위별로 인트라 복원을 수행한다. 즉, 인트라 복호화부(520)는 상기 인트라 예측 모드(IPM)에 기초하여, 인트라 예측을 수행하는데 필요한 화소의 값을 저장부(530)로부터 획득한다. 그리고, 인트라 복호화부(520)는 상기 화소값을 이용하여, 상기 모드에 대응하는 인트라 예측을 수행하여 예측부단위를 생성한다. 한편, 잉여 데이터 복호화부(570)는 상기 예측부단위에 대응하는 부단위의 잉여 데이터를 복원하여 가산부(575)에 제공한다. 이에 따라, 상기 가산부(575)는 인트라 복호화부(520)로부터의 예측부단위와 잉여 데이터 복호화부(570)로부터의 잉여 데이터를 조합하여 복원부단위를 생성하게 된다.
나아가, 부호화 단위에는 복수의 부단위가 포함되므로, 부호화 단위의 복원을 위해서는 부호화단위에 포함된 모든 부단위에 대한 복원부단위를 생성해야한다. 따라서, 640단계에서는, 부호화 단위에 포함된 모든 부단위가 인트라 예측되었는지를 확인한다. 만약, 부호화단위에 포함된 부단위의 복원이 완료되지 않았을 경우, 630단계를 반복 수행하여 부호화단위에 포함된 모든 부단위의 복원을 완료한다.
비록, 본 발명의 일 실시예에서는, 엔트로피 복호화부(560)에 의한 엔트로피 복호화가 완료된 것을 가정하여, 630단계가 인트라 복호화부(520), 잉여 데이터 복호화부(570) 및 가산부(575)의 동작에 의해 수행되는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 630단계에서 엔트로피 복호화가 수행될 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 630단계는 인트라 복호화부(520), 엔트로피 복호화부(560), 잉여 데이터 복호화부(570) 및 가산부(575)의 동작에 의해 수행될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 복호화 방법을 구체적인 실시예를 통해 예시한다.
610단계에서 디멀티플렉서(510)가 압축데이터를 입력받고, 620단계에서 확인한 부호화 단위의 인트라 예측 모드(IPM)는 도 6에 도시된 수평모드 임을 예시한다.
이에 따라, 630단계에서 인트라 복호화부(520)는, 상기 수평 모드를 고려하여, 도 4에 표시된 순서대로 부단위의 인트라 예측을 수행한다. 즉, 인트라 복호화부(520)는 이웃한 부호화단위의 화소값 중, 0번째 화소의 좌측에 이웃한 4개의 화소값을 저장부(530)로부터 읽어들여 0번째 부단위에 포함된 4×4 단위에 포함된 16개 화소의 값을 인트라 예측을 통해 복원한다. 그리고, 잉여 데이터 복호화부(570)는 상기 0번째 부단위의 잉여 데이터를 복원하여 가산부(575)에 제공하고, 상기 가산부(575)는 상기 0번째의 예측부단위와 잉여 데이터를 조합하여 복원부단위를 생성한다. 생성된 0번째의 복원부단위는 저장부(530)에 저장된다.
나아가, 인트라 복호화부(520)는 0번째의 부단위 중 최 우측 4개의 화소값을 저장부(530)로부터 읽어들여 1번째 부단위에 포함된 4×4 단위의 16개 화소값을 인트라 예측을 통해 복원한다. 그리고, 1번째 부단위의 복원부단위를 생성하여, 저장부(530)에 저장한다.
또한, 인트라 복호화부(520), 잉여 데이터 복호화부(570), 가산부(575)는 전술한 과정을 반복적으로 수행하여, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15번째 복원부단위를 생성한다(640단계). 이렇게 부호화단위에 포함된 모든 부단위에 대한 복원부단위의 생성을 완료함에 따라, 부호화단위의 인트라 복원을 완료한다.
전술한 본 발명의 실시예에서, 상기 부단위의 인트라 예측의 수행을 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 4×4 화소 단위에 대한 인트라 예측을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 8×8 화소 단위나 2×2 화소 단위 등에 대해서 동일하게 적용할 수 있다.
또한, 부호화단위에 포함된 부단위를 도 4에 표시된 순서에 기초하여 인트라 예측을 수행함을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 부단위의 인트라 예측을 수행하는 순서는 다양하게 변형되어 적용될 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이, 인트라 예측을 수행하는 부단위의 크기가 작을수록 인접 화소간의 거리가 가까워진다. 인트라 예측된 부호화단위가 원본 영상과의 유사도가 증가할 수 있고 예측자의 성능이 향상되므로, 예측 후 부호화해야 할 잉여 데이터의 양이 줄어든다. 따라서, 인트라 예측 부호화 효율이 증가한다. 또한 상기의 인트라 예측 부호화/복호화 방법은 종래의 16×16 화소 단위의 인트라 예측 모드를 이용할 때보다, 상대적으로 부호화 효율을 높였다. 뿐만 아니라 종래의 4×4 화소 단위의 인트라 예측 모드로 부호화할 때에 비하여, 부호화단위에 포함되는 인트라 예측 모드의 수를 현저하게 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 인트라 예측 부호화/복호화 방법은 디지털 장비 및 장치로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화/복호화 방법은 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 방법에 따라 부호화된 압축데이터가 포함된 디지털 컨텐츠의 형태로 구현될 수도 있다. 디지털 장비 및 장치로 읽을 수 있는 기록매체는 디지털 장비 및 장치 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 디지털 장비 및 장치가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것을 포함한다. 또한, 디지털 장비 및 장치가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 디지털 장비 및 장치 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 디지털 장비 및 장치가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (17)

  1. 인트라 예측 부호화를 수행하는 방법에 있어서,
    부호화를 수행할 영상을 부호화단위로 입력받는 과정과,
    상기 부호화단위를 분할하여, 복수의 부단위를 구성하는 과정과,
    상기 부호화단위에 적용할 인트라 예측 모드를 결정하는 과정과,
    결정된 상기 인트라 예측 모드에 기초하여, 상기 부호화단위에 포함된 부단위 별로 잉여 데이터를 획득하는 과정과,
    부호화단위의 인트라 예측 모드 및 부단위의 잉여 데이터를 부호화하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드를 결정하는 과정은,
    사용자로부터 미리 인트라 예측 모드를 입력받고, 상기 입력받은 인트라 예측 모드를 상기 부호화할 인트라 예측 모드를 결정하며,
    상기 부단위 별로 잉여 데이터를 확인하는 과정은,
    결정된 상기 인트라 예측 모드를 상기 부단위에 적용하여 인트라 예측을 수행하고, 인트라 예측된 부단위와 원본 부단위 사이의 잉여 데이터를 연산하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드를 결정하는 과정은,
    복수의 인트라 예측 모드 각각에 대해, 부단위로 인트라 예측을 수행하는 과정과,
    인트라 예측된 부단위와 원본 부단위 사이의 잉여 데이터를 확인하고, 상기 잉여 데이터를 인트라 예측된 부단위와 조합하여 복원부단위를 생성하는 과정과,
    복수의 인트라 예측 모드 중, 부호화할 인트라 예측 모드를 결정하는 과정을 포함하며,
    상기 부단위 별로 잉여 데이터를 확인하는 과정은,
    상기 복원부단위를 생성하는 과정에서 발생되는 잉여 데이터를 읽어들이는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드를 결정하는 과정은
    복수의 인트라 예측 모드 각각에 대해, 부단위로 복원된 데이터를 조합하여 부호화단위의 코스트를 연산하고,
    최소의 코스트를 갖는 인트라 예측 모드를 상기 부호화단위의 인트라 예측 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 부단위로 인트라 예측을 수행하는 과정은,
    상기 부단위와 이웃한 복원부단위에 포함된 화소의 값을 이용하여, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행함을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  6. 부호화된 압축데이터로부터 부호화단위의 영상 신호를 복원하는 방법에 있어서,
    상기 압축데이터로부터 부호화단위의 인트라 예측 모드를 확인하는 과정과,
    상기 확인된 인트라 예측 모드에 기초하여, 부호화단위에 포함된 부단위를 복원하는 과정과,
    상기 부호화단위에 포함된 부단위를 조합하여 부호화단위의 영상 정보를 복원하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 인트라 예측 복원 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부단위를 복원하는 과정은,
    상기 압축데이터로부터 상기 부단위의 잉여 데이터를 확인하는 과정과,
    상기 인트라 예측 모드를 부호화단위에 동일하게 적용하여, 부단위의 인트라 예측을 수행하는 과정과,
    인트라 예측된 부단위 및 부단위의 상기 잉여 데이터를 조합하여 각각의 부단위를 복원하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 인트라 예측 복원 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행하는 과정은,
    상기 부단위와 이웃한 복원된 화소의 값을 이용하여, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행함을 특징으로 하는 인트라 예측 복원 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행하는 과정은,
    부호화단위에 포함된 각각의 부단위에 대해 미리 정해진 순서에 기초하여 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복원 방법.
  10. 인트라 예측 부호화를 수행하는 장치에 있어서,
    부호화 단위에 포함된 부단위에 동일하게 인트라 예측 모드를 적용하고,
    부호화단위를 복수의 영역으로 분할한 부단위에 대한 잉여 데이터를 생성하고,
    부호화 단위의 인트라 예측 모드 및 부단위의 잉여 데이터를 부호화하는 인트라 예측부를 포함함을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인트라 예측부는,
    상기 부단위 별로 인트라 예측된 결과를 고려하여 부호화 단위의 인트라 예측 모드를 결정함을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 인트라 예측부는,
    사용자로부터 인트라 예측 모드를 입력받고, 상기 입력받은 모드를 부호화 단위의 인트라 예측 모드로 결정함을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중, 어느 한 항에 있어서,
    부단위에 인트라 예측 모드를 적용하여 생성된 예측부단위 및 외부로부터 입력된 원본 영상의 부단위 사이의 차이값을 연산하는 감산부와,
    상기 차이값을 포함하는 잉여 데이터를 부호화하는 잉여 데이터 부호화부와,
    상기 잉여 데이터 부호화부의 부호화 방법에 대응하여, 부호화된 상기 잉여 데이터를 복원하는 잉여 데이터 복호화부와,
    상기 예측부단위 및 복원된 상기 잉여 데이터를 조합하여, 복원부단위를 생성하는 가산부를 더 포함함을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 인트라 예측부는,
    상기 예측부단위와 이웃한 상기 복원부단위의 화소를 이용하여 부단위의 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  15. 부호화된 압축데이터로부터 부호화단위의 영상 신호를 복원하는 장치에 있어서,
    상기 압축데이터로부터 부호화단위의 인트라 예측 모드 및 부단위의 잉여 데이터를 확인하는 디멀티플렉서와,
    상기 인트라 예측 모드를 부호화단위에 동일하게 적용하여, 부단위의 인트라 예측을 수행하는 인트라 복호화부를 포함함을 특징으로 하는 인트라 예측 복원 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    잉여 데이터를 부호화하는 방법에 대응하여, 부호화된 상기 잉여 데이터를 복원하는 잉여 데이터 복호화부와,
    상기 인트라 예측된 부단위 및 상기 복원된 잉여 데이터를 조합하여, 복원부단위를 생성하는 가산부를 더 포함함을 특징으로 하는 인트라 예측 복원 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 인트라 복호화부는,
    부단위와 이웃한 복원된 화소의 값을 이용하여, 상기 부단위의 인트라 예측을 수행함을 특징으로 하는 인트라 예측 복원 장치.
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