KR20100030671A - 영상신호 생성장치, 영상신호 생성방법, 영상신호 생성프로그램 및 그 프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체 - Google Patents

영상신호 생성장치, 영상신호 생성방법, 영상신호 생성프로그램 및 그 프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체 Download PDF

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Abstract

비트 스트림을 복호하여 영상신호를 생성하는 영상신호 생성장치에 있어서, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화되었는지 인터 부호화로 부호화되었는지를 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역에, 인트라 부호화로 부호화된 경우에는 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 부호화 정보를 기입하고, 인터 부호화로 부호화된 경우에는 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 부호화 정보를 기입하는 기입수단과, 상기 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성하는 생성수단을 구비한다.

Description

영상신호 생성장치, 영상신호 생성방법, 영상신호 생성프로그램 및 그 프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체 {VIDEO SIGNAL GENERATING DEVICE, VIDEO SIGNAL GENERATING METHOD, VIDEO SIGNAL GENERATING PROGRAM AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM ON WHICH THE PROGRAM IS RECORDED}
본 발명은, 인트라 부호화(intra-coding) 및 인터 부호화(inter-coding)에 의해 생성된 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 복호하여 영상신호를 생성하는 영상신호 생성장치 및 그 방법과, 그 영상신호 생성장치의 실현에 이용되는 영상신호 생성프로그램 및 그 프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체에 관한 것으로, 특히, H.264 등으로 부호화되었을 때 발생하는 데이터량이 큰 부호화 정보를, MPEG2와 동일한 몰 포맷(Mole format)으로써 복호영상신호(decoded video signal)와 함께 전송할 수 있도록 하는 영상신호 생성장치 및 그 방법과, 그 영상신호 생성장치의 실현에 이용되는 영상신호 생성프로그램 및 그 프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체에 관한 것이다.
복호한 영상신호를 재부호화하고자 하는 요구가 있다. 이 경우, 후단(latter stage)의 인코더가 전단(former stage)의 인코더가 이용한 부호화 파라미터를 이용하여 부호화를 수행하도록 하면, 화질 열화가 거의 발생하지 않는다는 것이 알려져 있다.
그래서, 복호한 영상신호를 재부호화하고자 하는 요구가 있는 경우에는, 그 복호한 영상신호에 전단의 인코더가 이용한 부호화 정보(부호화 파라미터의 정보)를 중첩하도록 하고 있다.
이것을 실현하기 위해서, 종래의 MPEG2의 몰 포맷(SMPTE 규격)에서는, 영상신호와 동기하여, 각 매크로블록(macro block)에 대해서, 해당하는 타이밍에서, 해당 매크로블록의 부호화 정보를 영상신호 색차성분(color-difference component)의 LSB의 1비트에 삽입하도록 하고 있다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
HD-SDI나 SD-SDI 등과 같은 기존의 영상전송 인터페이스는 10비트 전송이며, 8비트의 영상신호를 전송하는 경우에 2비트의 이용이 가능하므로, 종래의 MPEG2의 몰 포맷(SMPTE 규격)에서는, 그 중의 1비트(LSB의 1비트)의 플레인(plane)을 사용하여, 그 플레인이 갖는 16×16＝256 비트 중에, 매크로블록의 부호화 정보(coding information)를 삽입하도록 하고 있다.
이 구성에 따라서, 종래기술에서는, MPEG2의 부호화 정보를 영상신호와 함께, 256비트/매크로블록 이하에서 전송하는 것이 가능하게 되어 있다.
비특허문헌 1:SMPTE 319M "Transporting MPEG-2 Recoding Information through 4:2:2 Component Digital Interfaces" SMPTE Journal, February 2000.
H.264로 부호화한 영상신호를 복호하는 경우에도, 그 복호한 영상신호를 재부호화하고자 하는 요구가 있다. 그런데, H.264에서는, 아직, MPEG2의 SMPTE 규격과 같은 규격은 존재하지 않는다.
MPEG2에 있어서는, 부호화 정보의 기록영역으로서 1매크로블록당 256비트가 할당되어 있으면, 각 매크로블록의 부호화 정보를 표현하는 것이 충분히 가능하다.
이에 대해서, H.264에서는, 각 매크로블록마다 복수의 부호화 모드를 가지므로, 각종 매크로블록의 부호화 타입·매크로블록의 분할정보·움직임 벡터의 수 등의 정보가 MPEG2에 비하여 현격히 많게 되어 있다.
그래서, H.264의 경우에는, 1매크로블록당 256비트로는 하나의 매크로블록의 부호화 정보를 표현할 수가 없다.
그렇다고해서, H.264 독자의 규격을 마련하는 것은 바람직한 것은 아니다. H.264 독자의 규격을 마련하도록 하면, 현재 사용되고 있는 영상기기를 사용할 수 없게 될 가능성이 있기 때문이다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, H.264 등으로 부호화되었을 때 발생하는 데이터량이 큰 부호화 정보를, MPEG2와 동일한 몰 포맷으로써 복호 영상신호와 함께 전송할 수 있도록 하는 새로운 영상신호 생성기술의 제공을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 영상신호 생성장치는, 인트라 부호화 및 인터 부호화에 의해 생성된 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 입력받아, 규정된 크기의 블록을 단위로 하여, 그 비트 스트림을 복호하여 영상신호를 생성한다고 하는 구성을 채용할 때, (1) 입력한 비트 스트림에 포함되는 복호 대상 블록에 대한 부호화 정보를 복호하는 복호수단과, (2)복호수단이 복호한 부호화 정보에 기초하여, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화되었는지 인터 부호화로 부호화되었는지를 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역(switch interpretation area)에, 인트라 부호화로 부호화된 경우에는 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 복호수단이 복호한 부호화 정보를 기입하고, 인터 부호화로 부호화된 경우에는 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 복호수단이 복호한 부호화 정보를 기입하는 기입수단과, (3) 기입수단에 의해 플래그값과 부호화 정보 등이 기입된 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성하는 생성수단을 구비하도록 구성한다.
이 구성을 채용할 때, 기입수단은, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태에 따라서 복호수단이 복호한 부호화 정보의 데이터량이 커짐으로써, 그 부호화 정보가 전환해석영역에 들어가지 않는 경우에는, 그 부호화 분할형태에 맞춘 데이터 포맷에 따라서, 그 부호화 정보의 일부를 생략한 형태로 전환해석영역에 기입하도록 처리한다.
또, 기입수단은, 공통영역에, 복호 대상 블록이 속하는 픽처(picture)에 대한 부호화 정보의 일부를 기입하도록 처리한다.
이상의 각 처리수단은 컴퓨터 프로그램으로도 실현할 수 있는 것이며, 이 컴퓨터 프로그램은, 적당한 컴퓨터 독취가능한 기록매체에 기록하여 제공되거나, 네트워크를 통해서 제공되며, 본 발명을 실시할 때 인스톨(install)되어 CPU 등의 제어수단 상에서 동작함으로써 본 발명을 실현하게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 영상신호 생성장치에서는, 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 입력하면, 그 비트 스트림에 포함되는 복호 대상 블록에 대한 부호화 정보를 복호한다.
이 부호화 정보의 복호에 의해, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화된 것을 판단하는 경우에는, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화된 것을 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역에, 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 복호한 부호화 정보를 기입한다.
그리고, 그 플래그값과 부호화 정보 등을 기입한 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성한다.
한편, 부호화 정보의 복호에 의해, 복호 대상 블록이 인터 부호화로 부호화된 것을 판단하는 경우에는, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인터 부호화로 부호화된 것을 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역에, 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 복호한 부호화 정보를 기입한다.
이때, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태에 따라서 복호한 부호화 정보의 데이터량이 커짐으로써, 그 부호화 정보가 전환해석영역에 들어가지 않는 경우에는, 그 부호화 분할형태에 맞춘 데이터 포맷에 따라서, 그 부호화 정보의 일부를 생략한 형태로 전환해석영역에 기입하게 된다.
그리고, 그 플래그값과 부호화 정보 등을 기입한 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성한다.
이와 같이 하여, 본 발명의 영상신호 생성장치에서는, H.264 등으로 부호화된 영상신호를 복호하여, 그 복호한 영상신호에 부호화 정보를 중첩하는 경우에, MPEG2의 몰 포맷(SMPTE 규격)과 동일하게, 영상신호 색차성분의 LSB의 1비트에 부호화 정보를 삽입하도록 함으로써, HD-SDI나 SD-SDI 등과 같은 기존의 영상전송 인터페이스를 사용한 전송을 가능하게 한다.
이때, H.264 등으로 부호화된 경우에는 부호화 정보의 데이터량은 큰 것이 되어, 그 부호화 정보의 전부를 16×16＝256비트와 같은 크기를 갖는 1비트의 플레인 상에 기입할 수 없으므로, 그 1비트의 플레인 상에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화되었는지 인터 부호화로 부호화되었는지를 나타내는 플래그값의 기입영역을 마련함과 동시에, 인트라 부호화로 부호화된 경우에는 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 부호화 정보를 기입하고, 인터 부호화로 부호화된 경우에는 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 부호화 정보를 기입하는 전환해석영역을 마련함으로써, 가능한 한 부호화 정보의 기입이 가능하게 되도록 한다.
본 발명에 따르면, H.264 등으로 부호화되었을 때 발생하는 데이터량이 큰 부호화 정보를, MPEG2와 동일한 몰 포맷으로써 복호영상신호와 함께 전송할 수 있게 된다.
이것으로부터, 본 발명에 따르면, H.264로 부호화한 영상신호의 복호신호를 재부호화하고 싶다고 하는 요구가 있는 경우에, HD-SDI나 SD-SDI 등과 같은 기존의 영상전송 인터페이스를 사용하여, 재부호화에 필요하게 되는 부호화 정보를 복호영상신호와 함께 전송할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 영상복호장치의 일 실시형태 예이다.
도 2는 본 발명의 영상복호장치가 생성하는 H.264 부호화 정보 포맷의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 영상복호장치가 실행하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 영상복호장치가 생성하는 H.264 부호화 정보 포맷의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 영상복호장치가 생성하는 H.264 부호화 정보 포맷의 설명도이다.
도 6a는 본 발명의 영상복호장치가 생성하는 H.264 부호화 정보 포맷의 설명도이다.
도 6b는 본 발명의 영상복호장치가 생성하는 H.264 부호화 정보 포맷의 설명도이다.
도 6c는 본 발명의 영상복호장치가 생성하는 H.264 부호화 정보 포맷의 설명도이다.
이하, 실시형태에 따라서 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에, 본 발명을 포함하는 영상복호장치(1)의 일 실시형태 예를 도시한다.
본 발명의 영상복호장치(1)는, 도시하지 않은 전단의 H.264 인코더가 생성한 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 입력받아, 그 비트 스트림을 복호함으로써 복호영상신호를 얻음과 동시에, 복호영상신호의 재부호화를 위해서, 매크로블록을 단위로 하여, 그 복호영상신호 색차성분의 LSB의 플레인에, 전단의 H.264 인코더가 부호화에 이용한 부호화 정보(이하, H.264 부호화 정보라 칭하는 경우가 있다)를 중첩한다고 하는 처리를 수행한다.
도 2에, 본 발명의 영상복호장치(1)가 복호영상신호에 중첩하는 H.264 부호화 정보 포맷의 일 예를 도시한다.
이 도에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷은, 16×16＝256비트의 크기를 갖는 복호영상신호 색차성분의 LSB의 플레인에 기입되는 것이며,
(1) "11111"의 값을 갖는 '동기용 고정부호(fixed code)',
(2) 화면 내의 왼쪽 위부터 순서대로 하나씩 인크리먼트(increment)하는 형태로 매크로블록에 할당되어, 화면 내에 있어서의 매크로블록의 위치를 나타내는 '매크로블록 순회번호(cyclic number)',
(3) 픽처 내의 전 매크로블록의 '픽처 부호화 정보 기술영역'의 정보를 합했을 때에 픽처 부호화 정보가 되는 정보 중의 해당 매크로블록에 할당된 부호화 정보에 대해서 기술하는 '픽처 부호화 정보 기술영역',
(4) 픽처 내의 전 매크로블록의 '슬라이스 부호화 정보 기술영역'의 정보를 합했을 때에 슬라이스 부호화 정보가 되는 정보 중의 해당 매크로블록에 할당된 부호화 정보에 대해서 기술하는 '슬라이스 부호화 정보 기술영역',
(5) 해당 매크로블록의 슬라이스 부호화 타입(I-Slice, P-Slice, B-Slice)에 대해서 기술하는 '슬라이스 타입(slice type)',
(6) 해당 매크로블록이 인트라로 부호화되었는지 인터로 부호화되었는지에 대해서 기술하는 '매크로블록·인트라 부호(도면 중의 (1))',
(7) 해당 매크로블록을 재분할한 블록의 사이즈에 대해서 기술하는 '블록 분할 단위 플래그'(도면 중의 (2))',
(8) 재분할 블록의 블록 타입에 대해서 기술하는 '블록 타입',
(9) 16×16 혹은 8×8의 블록에 대해서, 쌍방향 예측으로 부호화되었는지 편방향 예측으로 부호화되었는지에 대해서 기술하는 '쌍방향 예측 플래그(Bidirectional prediction flag)',
(10) '매크로블록·인트라 부호'가 인트라 부호화를 나타내고 있는 경우에는, 인트라 부호화의 부호화 정보에 대해서 기술하고, 인터 부호화를 나타내고 있는 경우에는, 인터 부호화의 부호화 정보에 대해서 기술하는 '전환해석영역', 등의 정보에 대해서 기술한다.
여기서, '블록 분할 단위 플래그'가 "0"을 나타내고 있는 경우에는, 16×16 혹은 16×8 혹은 8×16의 블록으로의 재분할인 것에 대해서 기술하고, "1"을 나타내고 있는 경우에는, 8×8의 블록 혹은 그보다도 작은 블록 사이즈의 블록으로의 재분할인 것에 대해서 기술한다.
또, '블록 분할 단위 플래그'가 "0"을 나타내고 있는 경우에 있어서, '블록 타입'의 선두 2비트가 "00"을 나타내고 있는 경우에는, 16×16의 하나의 블록으로 재분할한 것에 대해서 기술하고, 선두 2비트가 "01"을 나타내고 있는 경우에는, 수평16×수직8의 2개의 블록으로 재분할한 것에 대해서 기술하고, 선두 2비트가 "10"을 나타내고 있는 경우에는, 수평8×수직16의 2개의 블록으로 재분할한 것에 대해서 기술한다.
그리고, '블록 분할 단위 플래그'가 "1"을 나타내고 있는 경우에는, 8×8 이하의 블록으로의 재분할인 것을 나타내고 있으나, 이때, 왼쪽 위의 8×8의 블록에 대해서는, '블록 타입'의 0, 1비트째의 2비트에서 블록의 재분할 타입에 대해서 기술하고, 오른쪽 위의 8×8의 블록에 대해서는, '블록 타입'의 2, 3비트째의 2비트에서 블록의 재분할 타입에 대해서 기술하고, 왼쪽 아래의 8×8의 블록에 대해서는, '블록 타입'의 0, 1비트째의 2비트에서 블록의 재분할 타입에 대해서 기술하고, 오른쪽 아래의 8×8의 블록에 대해서는, '블록 타입'의 2, 3비트째의 2비트에서 블록의 재분할 타입에 대해서 기술하고 있으며, 각각, 해당 2비트가 "00"을 나타내고 있는 경우에는, 8×8의 하나의 블록으로 재분할한 것에 대해서 기술하고, 해당 2비트가 "01"을 나타내고 있는 경우에는, 수평8×수직4의 2개의 서브블록으로 재분할한 것에 대해서 기술하고, 해당 2비트가 "10"을 나타내고 있는 경우에는, 수평4×수직8의 2개의 서브블록으로 재분할한 것에 대해서 기술하고, 해당 2비트가 "11"을 나타내고 있는 경우에는, 수평4×수직4의 4개의 서브블록으로 재분할한 것에 대해서 기술한다.
또, '쌍방향 예측 플래그'는, 16×16의 블록의 경우에는, 선두 1비트의 부호가 "1"이라면 쌍방향 예측인 것에 대해서 기술하고, "0"이라면 편방향 예측인 것에 대해서 기술한다. 그리고, 16×8 혹은 8×16의 2개의 블록이 존재하는 경우에는, 선두 2비트를 이용하여, 2개의 블록에 대해서, 각각 "1"이라면 쌍방향 예측인 것에 대해서 기술하고, "0"이라면 편방향 예측인 것에 대해서 기술한다. 그리고, 8×8의 4개의 블록이 존재하는 경우에는, 4비트를 이용하여, 4개의 블록에 대해서, 각각 "1"이라면 쌍방향 예측인 것에 대해서 기술하고, "0"이라면 편방향 예측인 것에 대해서 기술한다.
도 1에 도시하는 본 발명의 영상복호장치(1)는, 이와 같은 부호화 정보에 대해서 기술하는 H.264 부호화 정보 포맷을 생성하여, 16×16＝256 비트의 크기를 갖는 복호영상신호의 색차성분의 LSB의 플레인에 중첩하는 처리를 수행하기 위해서, 도 1에 도시하는 바와 같이, 픽처 복호부(10)와, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)와, 인트라·매크로블록용 전환해석영역 생성부(12)와, 인터·매크로블록용 전환해석영역 생성부(13)와, 전환 스위치(14)와, 매크로블록 부호화 정보 생성부(15)와, 슬라이스 부호화 정보 생성부(16)와, 픽처 부호화 정보 생성부(17)와, H.264 부호화 정보 포맷 생성부(18)와, 베이스밴드 영상 LSB 중첩부(19)와, 프레임 메모리(20)를 구비한다.
이 픽처 복호부(10)는, H.264 디코더로 구성되는 것이며, 매크로블록을 복호하는 매크로블록 복호부(100)를 구비함으로써, 입력한 비트 스트림으로부터 픽처를 복호한다.
매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)는, 매크로블록 복호부(100)가 복호한 매크로블록(처리대상 매크로블록)의 복호 정보로부터 추출되는, 전단의 H.264 인코더가 그 매크로블록의 부호화에 이용한 H.264 부호화 정보를 기억한다.
인트라·매크로블록용 전환해석영역 생성부(12)는, 인트라 예측 사이즈값 설정부(120)와 예측방향 설정부(121)를 구비하여, 처리대상 매크로블록이 인트라 부호화되어 있는 경우에, 상술한 '매크로블록·인트라 부호'에 온("1")을 기입함과 동시에, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)에 기억되는 부호화 정보에 기초하여, 상술한 '블록 분할 단위 플래그', '블록 타입', '쌍방향 예측 플래그' 등에 해당하는 데이터를 기입하면서, 그들의 데이터에 의해 규정되는 포맷에 따라서, 그 인트라 부호화의 부호화 정보를 상술한 '전환해석영역'에 기입함으로써, 인트라·매크로블록용의 전환해석영역의 데이터를 생성한다.
인터·매크로블록용 전환해석영역 생성부(13)는, 인트라·매크로블록용 전환해석영역 생성부(12)와 병렬동작하고, 인터 예측 사이즈값 설정부(130)와 참조화상 번호설정부(131)와 움직임 벡터 설정부(132)를 구비하여, 처리대상 매크로블록이 인터 부호화되어 있는 경우에, 상술한 '매크로블록·인트라 부호'에 오프("0")를 기입함과 동시에, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)에 기억되는 부호화 정보에 기초하여, 상술한 '블록 분할 단위 플래그', '블록 타입', '쌍방향 예측 플래그' 등에 해당하는 데이터를 기입하면서, 그들의 데이터에 의해 규정되는 포맷에 따라서, 그 인터 부호화의 부호화 정보를 상술한 '전환해석영역'에 기입함으로써 인터·매크로블록용의 전환해석영역의 데이터를 생성한다.
전환 스위치(14)는, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)로부터 취득되는 부호화 모드(인트라 부호화인지 인터 부호화인지를 나타내는 모드)에 따라서, 인트라·매크로블록용 전환해석영역 생성부(12)가 생성한 전환해석영역 데이터 쪽이 정규의 것인지, 인터·매크로블록용 전환해석영역 생성부(13)가 생성한 전환해석영역 데이터 쪽이 정규의 것인지를 판단하여, 정규인 쪽의 전환해석영역 데이터를 선택하여 출력한다.
매크로블록 부호화 정보 생성부(15)는, 전환 스위치(14)가 선택한 전환해석영역 데이터와, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)로부터 취득할 수 있는 처리대상 매크로블록 고유의 정보에 기초하여, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷에 기술되는 처리대상 매크로블록에 대한 부호화 정보 부분인 매크로블록 부호화 정보(도 1 중에서는 Mb_rate_information이라 기재되어 있다)를 생성한다.
슬라이스 부호화 정보 생성부(16)는, 처리대상 매크로블록의 복호 정보로부터 슬라이스 부호화 정보를 취득하고, 그 중에서 일부분을 추출하여, 그 추출한 슬라이스 부호화 정보 부분에 따라서, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷에 기술되는 슬라이스 부호화 정보(도 1 중에서는 Slice_rate_information이라 기재되어 있다)를 생성한다.
픽처 부호화 정보 생성부(17)는, 처리대상 매크로블록의 복호 정보로부터 픽처 부호화 정보를 취득하고, 그 중에서 일부분을 추출하여, 그 추출한 픽처 부호화 정보 부분에 따라서, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷에 기술되는 픽처 부호화 정보(도 1 중에서는 Picture_rate_information이라 기재되어 있다)를 생성한다.
H.264 부호화 정보 포맷 생성부(18)는, 매크로블록 부호화 정보 생성부(15)가 생성한 매크로블록 부호화 정보와, 슬라이스 부호화 정보 생성부(16)가 생성한 슬라이스 부호화 정보와, 픽처 부호화 정보 생성부(17)가 생성한 픽처 부호화 정보를 통합함으로써, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷을 생성한다.
베이스밴드 영상 LSB 중첩부(19)는, 처리대상 매크로블록의 복호화상 색차성분의 LSB의 플레인에, H.264 부호화 정보 포맷 생성부(18)가 생성한 H.264 부호화 정보 포맷을 중첩한다.
프레임 메모리(20)는, 베이스밴드 영상 LSB 중첩부(19)가 생성한 H.264 부호화 정보가 중첩된 매크로블록 복호화상을 축적하여, H.264 부호화 정보가 중첩된 복호영상신호를 생성하여 출력한다.
또한, 도 1에 도시한 영상복호장치(1)는, 하드웨어 회로로 실현할 수도 있으며, 영상복호장치로서 사용되는 컴퓨터에, 각 처리기능부를 실현하기 위한 프로그램을 실행시킴으로써 실현할 수도 있다. 해당 프로그램은, 이동식 메모리 등의 기록매체에 기록해 둘 수 있고, 기록매체로부터 컴퓨터로 인스톨하는 것이 가능하다.
도 3에, 본 발명의 영상복호장치(1)가 복호영상신호에 대해서 H.264 부호화 정보 포맷을 중첩하기 위해서 실행하는 흐름도를 도시한다.
이어서, 이 흐름도에 따라서, 도 1과 같이 구성되는 본 발명의 영상복호장치(1)가 실행하는 처리에 대해서 설명한다.
본 발명의 영상복호장치(1)는, 복호대상 픽처의 복호처리에 들어가면, 도 3의 흐름도에 도시하는 바와 같이, 우선 최초로, 단계 S100에서, 전 매크로블록을 처리했는지 여부를 판단하고, 전 매크로블록을 처리하지 않은 것을 판단할 때에는, 단계 S101로 진행하여, 처리대상 매크로블록을 선택한다.
이어서, 단계 S102에서, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)로부터, 처리대상 매크로블록의 부호화 모드를 읽고, 이어지는 단계 S103에서, 그 읽은 부호화 모드에 따라서, 처리대상 매크로블록이 인트라 부호화되어 있는지 인터 부호화되어 있는지를 판단한다.
이 단계 S103의 판단처리에서, 처리대상 매크로블록이 인트라 부호화되어 있는 것을 판단할 때에는, 단계 S104로 진행하여, 도 2에 도시하는 '매크로블록·인트라 부호'에 온을 기입한다.
이어서, 단계 S105에서, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)로부터, 인트라 예측 사이즈 및 예측 방향의 정보를 읽는다. 즉, 처리대상 블록이 인트라 부호화되어 있는 경우에는, H.264 부호화 정보 안에, 인트라 예측 사이즈와 예측 방향의 정보가 기록되어 있으므로, 그들의 정보를 읽는 것이다.
이어서, 단계 S106에서, 읽은 인트라 예측 사이즈 및 예측 방향의 정보에 기초하여, 인트라용의 전환해석영역의 데이터를 생성한다.
도 4에, 이때 생성하는 인트라용의 전환해석영역의 데이터를 도시한다.
이 도 4에 도시하는 바와 같이, 인트라 예측 사이즈가 4×4의 블록인 경우에는, 16개의 인트라 예측 방향이 있으므로, '인트라 타입'의 기술영역에 4×4 블록 예측인 것을 나타내는 "1"을 기입함과 동시에, 16개 마련되는 '인트라 예측 모드 [0]∼[15]'에, 16개의 4×4 블록의 인트라 예측 방향을 기입한다.
또, 인트라 예측 사이즈가 8×8의 블록인 경우에는, 4개의 인트라 예측 방향이 있으므로, '인트라 타입'의 기술영역에 8×8 블록 예측인 것을 나타내는 "2"를 기입함과 동시에, 16개 마련되는 '인트라 예측 모드 [0]∼[15]' 중의 4개의 '인트라 예측 모드 [0]∼[3]'에, 4개의 8×8 블록의 인트라 예측 방향을 기입한다.
또, 인트라 예측 사이즈가 16×16의 블록인 경우에는, 1개의 인트라 예측 방향이 있으므로, '인트라 타입'의 기술영역에 8×8 블록 예측인 것을 나타내는 "3"을 기입함과 동시에, 16개 마련되는 '인트라 예측 모드 [0]∼[15]' 중의 1개의 '인트라 예측 모드 [0]'에, 1개의 16×16 블록의 인트라 예측 방향을 기입한다.
이와 같이 하여, 처리대상 매크로블록이 인트라 부호화된 경우에는, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷이 갖는 '전환해석영역'에, 인트라 부호화의 전 부호화 정보를 기입할 수 있게 된다.
한편, 단계 S103의 판단처리에서, 처리대상 매크로블록이 인터 부호화되어 있는 것을 판단할 때에는, 단계 S107로 진행하여, 도 2에 도시하는 '매크로블록·인트라 부호'에 오프를 기입한다.
이어서, 단계 S108에서, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)로부터, 인터 예측 사이즈, 예측 방향(prediction direction), 참조화상 번호(reference image number) 및 움직임 벡터의 정보를 읽는다. 즉, 처리대상 블록이 인터 부호화되어 있는 경우에는, H.264 부호화 정보 안에, 인터 예측 사이즈와 예측 방향과 참조화상 번호와 움직임 벡터의 정보가 기록되어 있으므로, 그들의 정보를 읽는 것이다.
이어서, 단계 S109에서, 읽은 인터 예측 사이즈에 따라서 전환해석영역의 데이터 포맷을 결정하고, 그 결정한 데이터 포맷에 따라서, 전환해석영역에, 읽은 예측 방향, 참조화상 번호 및 움직임 벡터를 기입함으로써, 인터용의 전환해석영역의 데이터를 생성한다.
도 5 및 도 6a∼도 6c에, 이때 생성하는 인터용의 전환해석영역의 데이터를 도시한다.
이 도 5에 도시하는 바와 같이, 16×16 블록에서의 인터 부호화인 경우, 즉, 도 2의 '블록 분할 단위 플래그'에 "0"을 기입함과 동시에, '블록 타입'의 선두 2비트에 "00"을 기입하는 경우에 있어, 편방향 예측인 경우에는, 전환해석영역 A만을 사용하여, 거기에 도 6a의 데이터 포맷에 따라서 움직임 벡터·참조화상 번호·예측 방향을 기입하고, 쌍방향 예측인 경우에는, 전환해석영역 A, B만을 사용하여, 거기에 도 6a의 데이터 포맷에 따라서 움직임 벡터·참조화상 번호·예측 방향을 기입한다.
또, 수평16×수직8의 2블록 혹은 수평8×수직16의 2블록에서의 인터 부호화인 경우, 즉, 도 2의 '블록 분할 단위 플래그'에 "0"을 기입함과 동시에, '블록 타입'의 선두 2비트에 "01" 혹은 "10"을 기입하는 경우에 있어, 편방향 예측인 경우에는, 전환해석영역 A, B만을 사용하여, 거기에 도 6a의 데이터 포맷에 따라서 움직임 벡터·참조화상 번호·예측 방향을 기입하고, 쌍방향 예측인 경우에는, 전환해석영역 A, B, C, D를 사용하여, 거기에 도 6a의 데이터 포맷에 따라서 움직임 벡터·참조화상 번호·예측 방향을 기입한다.
또, 수평8×수직8의 4블록에서의 인터 부호화인 경우, 즉, 도 2의 '블록 분할 단위 플래그'에 "1"을 기입함과 동시에, '블록 타입'의 선두 2비트에 "00"을 기입하는 경우에 있어, 편방향 예측인 경우에는, 전환해석영역 A, B, C, D를 사용하여, 거기에 도 6a의 데이터 포맷에 따라서 움직임 벡터·참조화상 번호·예측 방향을 기입한다.
또, 수평8×수직8의 4블록에서의 인터 부호화인 경우, 즉, 도 2의 '블록 분할 단위 플래그'에 "1"을 기입함과 동시에, '블록 타입'의 선두 2비트에 "00"을 기입하는 경우에 있어, 쌍방향 예측인 경우에는, 전환해석영역 A, B, C, D를 사용하여, 거기에 도 6b의 데이터 포맷에 따라서 움직임 벡터·참조화상 번호·예측 방향을 기입한다. 이때, 움직임 벡터의 기입영역이 작은 것으로 되어 있으므로, 정확한 움직임 벡터를 기입할 수 없으므로, LSB측의 5비트만을 기입하게 된다.
또, 수평8×수직8보다도 작은 블록에서의 인터 부호화인 경우, 즉, 도 2의 '블록 분할 단위 플래그'에 "1"을 기입함과 동시에, '블록 타입'의 선두 2비트에 "00" 이외의 값을 기입하는 경우에는, 움직임 벡터의 개수가 많아져 있어, 전환해석영역 A, B, C, D에 움직임 벡터를 기입할 수는 없으므로, 전환해석영역 A, B, C, D를 사용하여, 거기에 도 6c의 데이터 포맷에 따라서 참조화상 번호·예측 방향을 기입한다.
이와 같이 하여, 처리대상 매크로블록이 인터 부호화된 경우에는, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷이 갖는 '전환해석영역'에, 인터 부호화의 부호화 정보의 전부를 기입할 수 없는 경우가 있으므로, 그와 같은 경우에는, 가능한 한 기입한다고 하는 형태에 따라서 인터 부호화의 부호화 정보를 기입하도록 하는 것이다.
단계 S106에서 인트라용의 전환해석영역의 데이터를 생성하고, 혹은, 단계 S109에서 인터용의 전환해석영역의 데이터를 생성하면, 이어서, 단계 S110에서, 그 생성한 전환해석영역의 데이터와, 매크로블록 부호화 데이터 메모리(11)로부터 취득할 수 있는 처리대상 매크로블록 고유의 정보에 기초하여, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷에 기술하는 처리대상 매크로블록에 대한 부호화 정보 부분인 매크로블록 부호화 정보를 생성한다.
이어서, 단계 S111에서, 처리대상 매크로블록의 복호정보로부터 슬라이스 부호화 정보를 취득하고, 그 중에서 일부분을 추출하여, 그 추출한 슬라이스 부호화 정보 부분에 따라서, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷에 기술하는 슬라이스 부호화 정보를 생성한다.
이어서, 단계 S112에서, 처리대상 매크로블록의 복호정보로부터 픽처 부호화 정보(picture coding information)를 취득하고, 그 중에서 일부분을 추출하여, 그 추출한 픽처 부호화 정보 부분에 따라서, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷에 기술하는 픽처 부호화 정보를 생성한다.
이어서, 단계 S113에서, 생성한 매크로블록 부호화 정보와, 생성한 슬라이스 부호화 정보와, 생성한 픽처 부호화 정보를 통합함으로써, 도 2에 도시하는 H.264 부호화 정보 포맷을 생성한다.
이어서, 단계 S114에서, 처리대상 매크로블록의 복호화상의 LSB의 플레인에, 생성한 H.264 부호화 정보 포맷을 중첩하고나서, 단계 S100의 처리로 돌아간다.
그리고, 단계 S100∼단계 S114의 처리를 반복해감으로써, 단계 S100에서, 전 매크로블록을 처리한 것을 판단하면, 단계 S115로 진행하여, H.264 부호화 정보가 중첩된 매크로블록 복호화상을 합성하는 것으로 복호화상을 생성하여 그것을 출력함으로써, H.264 부호화 정보가 중첩된 영상신호를 생성하여 출력하게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명의 영상복호장치(1)에서는, H.264로 부호화되었을 때 발생하는 데이터량이 큰 부호화 정보를, MPEG2와 동일한 몰 포맷으로써 복호영상신호와 함께 전송하도록 처리하는 것이다.
산업상의 이용가능성
본 발명은, 인트라 부호화 및 인터 부호화에 의해 생성된 영상 부호화 데이터를 복호함으로써 얻은 복호영상신호를 재부호화하는 경우에 적용할 수 있는 것이며, H.264 등으로 부호화되었을 때 발생하는 데이터량이 큰 부호화 정보를, MPEG2와 동일한 몰 포맷으로써 복호영상신호와 함께 전송할 수 있도록 하는 것을 실현한다.
본 국제출원은, 2007년 8월 27일에 출원된 일본국 특허출원 제2007-219199호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 그 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.
1 영상복호장치
10 픽처 복호부
11 매크로블록 부호화 데이터 메모리
12 인트라·매크로블록용 전환해석영역 생성부
13 인터·매크로블록용 전환해석영역 생성부
14 전환 스위치
15 매크로블록 부호화 정보 생성부
16 슬라이스 부호화 정보 생성부
17 픽처 부호화 정보 생성부
18 H.264 부호화 정보 포맷 생성부
19 베이스밴드 영상 LSB 중첩부
20 프레임 메모리
120 인트라 예측 사이즈값 설정부
121 예측방향 설정부
130 인터 예측 사이즈값 설정부
131 참조화상 번호설정부
132 움직임 벡터 설정부

Claims (12)

  1. 인트라 부호화 및 인터 부호화에 의해 생성된 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 입력받아, 규정된 크기의 블록을 단위로 하여, 그 비트 스트림을 복호하여 영상신호를 생성하는 영상신호 생성장치에 있어서,
    상기 비트 스트림에 포함되는 복호 대상 블록(decoding target block)에 대한 부호화 정보를 복호하는 복호수단;
    상기 부호화 정보에 기초하여, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화되었는지 인터 부호화로 부호화되었는지를 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역에, 인트라 부호화로 부호화된 경우에는 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하고, 인터 부호화로 부호화된 경우에는 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하는 기입수단;
    상기 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성하는 생성수단;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기입수단은, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태에 따라서 상기 부호화 정보의 데이터량이 커짐으로써, 상기 부호화 정보가 상기 전환해석영역에 들어가지 않는 경우에는, 그 부호화 분할형태에 맞춘 데이터 포맷에 따라서, 상기 부호화 정보의 일부를 생략한 형태로 상기 전환해석영역에 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 기입수단은, 상기 공통영역에, 복호 대상 블록이 속하는 픽처에 대한 부호화 정보의 일부를 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성장치.
  4. 인트라 부호화 및 인터 부호화에 의해 생성된 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 입력받아, 규정된 크기의 블록을 단위로 하여, 그 비트 스트림을 복호하여 영상신호를 생성하는 영상신호 생성방법에 있어서,
    상기 비트 스트림에 포함되는 복호 대상 블록에 대한 부호화 정보를 복호하는 과정;
    상기 부호화 정보에 기초하여, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화되었는지 인터 부호화로 부호화되었는지를 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역에, 인트라 부호화로 부호화된 경우에는 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하고, 인터 부호화로 부호화된 경우에는 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하는 과정;
    상기 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성하는 과정;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기입하는 과정에서는, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태에 따라서 상기 부호화 정보의 데이터량이 커짐으로써, 상기 부호화 정보가 상기 전환해석영역에 들어가지 않는 경우에는, 그 부호화 분할형태에 맞춘 데이터 포맷에 따라서, 상기 부호화 정보의 일부를 생략한 형태로 상기 전환해석영역에 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성방법.
  6. 제 4항 또는 5항에 있어서,
    상기 기입하는 과정에서는, 상기 공통영역에, 복호 대상 블록이 속하는 픽처에 대한 부호화 정보의 일부를 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성방법.
  7. 인트라 부호화 및 인터 부호화에 의해 생성된 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 입력받아, 규정된 크기의 블록을 단위로 하여, 그 비트 스트림을 복호하여 영상신호를 생성하는 영상신호 생성장치로서 사용되는 컴퓨터를,
    상기 비트 스트림에 포함되는 복호 대상 블록에 대한 부호화 정보를 복호하는 복호수단;
    상기 부호화 정보에 기초하여, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화되었는지 인터 부호화로 부호화되었는지를 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역에, 인트라 부호화로 부호화된 경우에는 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하고, 인터 부호화로 부호화된 경우에는 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하는 기입수단;
    상기 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성하는 생성수단;
    으로서 기능시키는 영상신호 생성프로그램.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기입수단은, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태에 따라서 상기 부호화 정보의 데이터량이 커짐으로써, 상기 부호화 정보가 상기 전환해석영역에 들어가지 않는 경우에는, 그 부호화 분할형태에 맞춘 데이터 포맷에 따라서, 상기 부호화 정보의 일부를 생략한 형태로 상기 전환해석영역에 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성프로그램.
  9. 제 7항 또는 8항에 있어서,
    상기 기입수단은, 상기 공통영역에, 복호 대상 블록이 속하는 픽처에 대한 부호화 정보의 일부를 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성프로그램.
  10. 인트라 부호화 및 인터 부호화에 의해 생성된 영상 부호화 데이터의 비트 스트림을 입력받아, 규정된 크기의 블록을 단위로 하여, 그 비트 스트림을 복호하여 영상신호를 생성하는 영상신호 생성장치로서 사용되는 컴퓨터를,
    상기 비트 스트림에 포함되는 복호 대상 블록에 대한 부호화 정보를 복호하는 복호수단;
    상기 부호화 정보에 기초하여, 복호 대상 블록과 같은 크기를 갖는 1 비트 플레인 상의 규정된 비트 위치에, 복호 대상 블록이 인트라 부호화로 부호화되었는지 인터 부호화로 부호화되었는지를 나타내는 플래그값을 기입함과 동시에, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 공통영역에, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태를 나타내는 정보를 기입하고, 또한, 그 1 비트 플레인 상의 규정된 전환해석영역에, 인트라 부호화로 부호화된 경우에는 인트라 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하고, 인터 부호화로 부호화된 경우에는 인터 부호화에 맞춘 데이터 포맷에 따라서 상기 부호화 정보를 기입하는 기입수단;
    상기 1 비트 플레인과 복호 대상 블록의 복호화상을 중첩함으로써 영상신호를 생성하는 생성수단;
    으로서 기능시키는 영상신호 생성프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 기입수단은, 복호 대상 블록의 부호화 분할형태에 따라서 상기 부호화 정보의 데이터량이 커짐으로써, 상기 부호화 정보가 상기 전환해석영역에 들어가지 않는 경우에는, 그 부호화 분할형태에 맞춘 데이터 포맷에 따라서, 상기 부호화 정보의 일부를 생략한 형태로 상기 전환해석영역에 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체.
  12. 제 10항 또는 11항에 있어서,
    상기 기입수단은, 상기 공통영역에, 복호 대상 블록이 속하는 픽처에 대한 부호화 정보의 일부를 기입하는 것을 특징으로 하는 영상신호 생성프로그램을 기록한 컴퓨터 독취가능한 기록매체.
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