KR20100040479A - Method and apparatus for image encoding and decoding using serial 1-dimensional adaptive filters - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것이다.The present invention relates to encoding and decoding of an image.
최근 영상 부호화 및 복호화 기술 분야에서는 디블로킹에 의해 복원된 신호와 원본 신호 간의 오차를 최소화하기 위해 2차원 필터링이 도입되고 있다. 부호화단 및 복호화단 간에 고정적인 2차원 필터가 공유되어, 디블로킹 이후에 추가적인 필터링에 의해 복원된 신호가 재생 디바이스에 의해 재생되거나, 다음 프레임의 움직임 보상을 위한 참조 프레임으로 이용되고 있다.Recently, two-dimensional filtering has been introduced in the field of image encoding and decoding technology in order to minimize an error between a signal reconstructed by deblocking and an original signal. A fixed two-dimensional filter is shared between the encoding end and the decoding end, so that a signal reconstructed by additional filtering after deblocking is reproduced by a reproduction device or used as a reference frame for motion compensation of the next frame.
본 발명의 영상 및 시스템에 적응적인 부호화 및 복호화에 관한 것이다.The present invention relates to encoding and decoding adaptive to an image and a system of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따라 영상을 부호화하는 방법은, 상기 영상에 관한 부호화 도중 영상 데이터를 복원하는 단계; 상기 복원된 영상 데이터를 위한 적어도 하나의 1차원 필터를 포함하는 1차원 필터 세트를 결정하는 단계; 및 상기 복원된 영상 데이터에 대해 상기 결정된 1차원 필터 세트에 의한 연속적인 1차원 필터링을 수행하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of encoding an image includes: reconstructing image data during encoding on the image; Determining a one-dimensional filter set including at least one one-dimensional filter for the reconstructed image data; And performing continuous one-dimensional filtering on the reconstructed image data by the determined one-dimensional filter set.
일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 상기 결정된 적어도 하나의 1차원 필터에 의한 1차원 필터 세트에 관한 정보를 부호화하는 단계를 더 포함한다.The image encoding method according to an embodiment further includes encoding information about the one-dimensional filter set by the determined at least one one-dimensional filter.
일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 상기 1차원 필터링 수행 단계는, 상기 1차원 필터 세트에 의해 포스트 필터링(post-filtering)할 수 있다.The performing of the one-dimensional filtering of the image encoding method according to an embodiment may be post-filtered by the one-dimensional filter set.
일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 상기 1차원 필터링 수행 단계는, 상기 1차원 필터 세트에 의해 루프 필터링(loop-filtering)할 수 있다.In the performing of the one-dimensional filtering of the image encoding method, the filter may be loop-filtered by the one-dimensional filter set.
일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 상기 1차원 필터 세트에 관한 정보는, 각각의 1차원 필터의 종류, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The information on the one-dimensional filter set of the image encoding method according to an embodiment may include at least one of information about a type, a size, a quantization bit, a coefficient, a filtering direction, filtering performed, and running filtering of each one-dimensional filter. It may include one.
일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 상기 1차원 필터 세트 결정 단계는, 각각의 1차원 필터의 종류, 개수, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.The determining of the one-dimensional filter set of the image encoding method according to an embodiment may include determining at least one of the type, number, size, quantization bits, coefficients, filtering directions, filtering, and running filtering of each one-dimensional filter. You can decide.
일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의, 상기 1차원 필터 세트 결정 단계는, 상기 데이터의 로컬(local) 영상의 에지를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 에지의 방향에 따른 필터링을 위한 1차원 필터를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the image encoding method, the determining of the one-dimensional filter set may include: detecting an edge of a local image of the data; And determining a one-dimensional filter for filtering according to the direction of the detected edge.
본 발명의 일 실시예에 따라 영상을 복호화하는 방법은, 수신된 비트스트림로부터 1차원 필터 세트에 관한 정보, 부호화된 영상 데이터를 파싱하는 단계; 상기 1차원 필터 세트에 관한 정보를 이용하여, 적어도 하나의 1차원 필터를 판독하는 단계; 상기 부호화된 영상 데이터를 복호화하여 영상 데이터를 복원하는 단계; 및 상기 복원된 영상 데이터에 대해 상기 판독된 1차원 필터 세트에 의한 연속적인 1차원 필터링을 수행하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of decoding an image includes: parsing information about a one-dimensional filter set and encoded image data from a received bitstream; Reading at least one one-dimensional filter using the information about the one-dimensional filter set; Restoring image data by decoding the encoded image data; And performing continuous one-dimensional filtering on the reconstructed image data by the read one-dimensional filter set.
일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 상기 1차원 필터링 수행 단계는, 상기 1차원 필터 세트에 의해 포스트 필터링할 수 있다.The performing of the one-dimensional filtering of the image decoding method according to an embodiment may be post-filtered by the one-dimensional filter set.
일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 상기 1차원 필터링 수행 단계는, 상기 1차원 필터 세트에 의해 루프 필터링할 수 있다.The performing of the one-dimensional filtering of the image decoding method according to an embodiment may be loop filtered by the one-dimensional filter set.
일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 상기 1차원 필터 세트에 관한 정보는, 각각의 1차원 필터의 종류, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The information on the one-dimensional filter set of the image decoding method according to an embodiment may include at least one of information on a type, a size, a quantization bit, a coefficient, a filtering direction, filtering performed, and whether running filtering is performed on each one-dimensional filter. It may include one.
일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 상기 적어도 하나의 1차원 필터 판독 단계는, 상기 1차원 필터 세트에 관한 정보를 이용하여, 각각의 1차원 필터의 종류, 개수, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부 중 적어도 하나를 판독하는 단계를 포함할 수 있다.The at least one one-dimensional filter reading step of the image decoding method according to an embodiment may include the type, number, size, quantization bits, coefficients, and filtering of each one-dimensional filter by using information about the one-dimensional filter set. And reading at least one of a direction, whether filtering is performed, and whether running filtering is performed.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는, 상기 영상의 부호화 도중 영상 데이터를 복원하는 영상 데이터 복원부; 상기 복원된 영상 데이터에 대한 적어도 하나의 1차원 필터를 포함하는 1차원 필터 세트를 결정하는 1차원 필터 세트 결정부; 및 상기 결정된 1차원 필터 세트에 의한 연속적인 1차원 필터링을 수행하는 1차원 필터링 수행부를 포함한다.An image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention, the image data recovery unit for restoring the image data during the encoding of the image; A one-dimensional filter set determiner configured to determine a one-dimensional filter set including at least one one-dimensional filter on the reconstructed image data; And a one-dimensional filtering performing unit for performing continuous one-dimensional filtering by the determined one-dimensional filter set.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는, 수신된 비트스트림로부터 1차원 필터 세트에 관한 정보, 부호화된 영상 데이터를 파싱하는 파싱부; 상기 1차원 필터 세트에 관한 정보를 이용하여, 적어도 하나의 1차원 필터를 판독하는 1차원 필터 세트 판독부; 상기 부호화된 영상 데이터를 복호화하여 영상 데이터를 복원하는 복원부; 및 상기 복원된 영상 데이터에 대해 상기 결정된 1차원 필터 세트에 의한 연속적인 1차원 필터링을 수행하는 1차원 필터링부를 포함한다.An image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a parser configured to parse information about a 1D filter set and encoded image data from a received bitstream; A one-dimensional filter set reading unit which reads at least one one-dimensional filter by using the information on the one-dimensional filter set; A decompressor for decoding the encoded image data to restore the image data; And a one-dimensional filtering unit configured to perform continuous one-dimensional filtering on the reconstructed image data by the determined one-dimensional filter set.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있다.The present invention may include a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있다.The present invention may include a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 블록도를 도시한다.1 is a block diagram of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 영상 데이터 복원부(110), 1차원 필터 세트 결정부(120) 및 1차원 필터링 수행부(130)를 포함한다.The image encoding
영상 데이터 복원부(110)는, 입력된 영상에 대한 부호화 중 영상 데이터를 복원하여 1차원 필터링 수행부(130)로 출력한다. 복원된 영상 데이터는 공간 영역의 데이터로써 디블로킹된 데이터일 수 있다.The
1차원 필터 세트 결정부(120)는, 영상 데이터 복원부(110)에 의해 복원된 영상 데이터를 위해 적어도 하나의 1차원 필터를 포함하는 1차원 필터 세트를 결정한다.The one-dimensional filter set determiner 120 determines a one-dimensional filter set including at least one one-dimensional filter for the image data reconstructed by the image
1차원 필터링 수행부(130)는, 복원된 영상 데이터를 입력받고, 1차원 필터 세트 결정부(120)에서 결정된 1차원 필터 세트를 이용하여, 복원된 영상 데이터에 대해 연속적인 1차원 필터링을 수행한다.The one-dimensional
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 1차원 필터 세트 결정부(120)에서 결정된 1차원 필터 세트에 관한 정보를 부호화될 수 있다. 1차원 필터 세트에 관한 정보는 부호화된 영상 데이터의 비트스트림에 삽입하거나, 별개의 채널로 전송될 수도 있다. 1차원 필터 세트에 관한 정보는, 픽처, 슬라이스 및 시퀀스 중 적어도 하나의 데이터 단위별로 설정되어 부호화될 수 있다.The image encoding
1차원 필터 세트에 의해 연속적으로 1차원 필터링된 영상 데이터는 버퍼에 저장되고, 다른 데이터의 움직임 보상을 위한 참조 정보로써 이용될 수도 있다. 이경우 일 실시예의 1차원 필터 세트는 루프 필터(loop filter)의 기능을 수행한다.The image data continuously filtered by the one-dimensional filter set may be stored in a buffer and used as reference information for motion compensation of other data. In this case, the one-dimensional filter set in one embodiment performs the function of a loop filter.
1차원 필터 세트 결정부(120)는, 적어도 하나의 1차원 필터에 의한 연속적인 필터링을 위해, 각각의 1차원 필터의 종류, 개수, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. The one-dimensional
마찬가지로, 1차원 필터 세트에 관한 정보는 각각의 1차원 필터의 종류, 개수, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Similarly, the information on the one-dimensional filter set may include at least one of information on the type, number, size, quantization bits, coefficients, filtering directions, filtering performed, and running filtering of each one-dimensional filter.
예를 들어, 1차원 필터 세트 결정부(120)는 각각의 1차원 필터의 종류를 비너 필터(Wiener filter)인지, 대칭 또는 비대칭 필터 등을 포함하는 소정 필터로 결정할 수 있다. 1차원 필터가 비너 필터인 경우, 필터 계수가 필터들간의 상호 상관 매트릭스에 의해 결정될 수 있으므로, 1차원 필터 세트에 관한 정보는 계수 대신 상호 상관 매트릭스에 관한 정보를 포함할 수 있다.For example, the one-dimensional filter set determiner 120 may determine the type of each one-dimensional filter as a predetermined filter including a Wiener filter, a symmetrical or asymmetrical filter, and the like. When the one-dimensional filter is a binner filter, since the filter coefficients may be determined by the cross correlation matrix between the filters, the information about the one-dimensional filter set may include information about the cross correlation matrix instead of the coefficients.
1차원 필터 세트 결정부(120)는 각각의 1차원 필터 간의 상호 상관 매트릭스에 기초한 1차원 필터의 계수를 결정할 수도 있다. 1차원 필터 세트 결정부(120)는 연속적인 필터링 순서에 따라 1차원 필터의 계수가 이전 필터링 순서의 필터의 계수로부터 예측되도록 결정할 수도 있다.The one-dimensional
1차원 필터 세트 결정부(120)는 각각의 1차원 필터의 필터링 방향을 소정 각도의 일직선 상에 위치한 픽셀들에 대한 필터링 방향으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 수직(±90°), 수평(0°, 180°), 대각선(±45°, ±135°) 등 ±0~180°의 소정 각도의 필터링 방향에 따른 1차원 필터링이 수행될 수 있다.The one-dimensional
또는, 1차원 필터 세트 결정부(120)는 각각의 1차원 필터의 필터링 방향을 영상 데이터 중 로컬 영상 특성에 적응적인 필터링 방향으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 1차원 필터 세트 결정부(120)는 영상 데이터 중 로컬 영상의 에지를 검출하여, 검출된 에지의 방향에 따른 필터링 방향을 결정할 수도 있다.Alternatively, the one-dimensional filter set determiner 120 may determine the filtering direction of each one-dimensional filter as a filtering direction adaptive to local image characteristics among the image data. For example, the one-dimensional filter set determiner 120 may detect an edge of the local image among the image data and determine a filtering direction according to the direction of the detected edge.
1차원 필터 세트 결정부(120)는 1차원 필터 세트를 하나 이상의 연속적인 1차원 필터를 포함하는 서브 필터 세트로 분류하여, 각각의 서브 필터 세트 별로 1차원 필터링을 수행할지 여부를 결정한다. 즉, 동일한 세트의 필터들은 모두 필터링이 수행되는지, 모두 수행되지 않는지 결정될 수 있다. 필터링 수행 여부에 관한 상세한 설명은 이하 도 5, 6을 참조하여 상술된다.The one-dimensional filter set determiner 120 classifies the one-dimensional filter set into sub-filter sets including one or more continuous one-dimensional filters, and determines whether to perform one-dimensional filtering for each sub-filter set. That is, the same set of filters may all be determined whether filtering is performed or not. A detailed description of whether to perform filtering is described below with reference to FIGS. 5 and 6.
1차원 필터 세트 결정부(120)는 이전 픽셀의 1차원 필터링의 결과가 현재 픽셀의 1차원 필터링에 영향을 주는 러닝 필터링(running filtering) 방식인지 여부를 결정할 수 있다. 러닝 필터링 방식에 의한 1차원 필터는 이전 픽셀의 필터링 결과가 갱신됨에 따라 연속적으로 이전 픽셀의 필터링된 데이터를 입력받아 현재 픽셀의 필터링을 수행할 수 있다. The one-dimensional
전술된 여러가지 필터 특징 중 일부 특징이 영상 부호화단 및 복호화단 사이에 이미 설정되어 있는 경우, 1차원 필터 세트 결정부(120)는 그 이외의 필터 특징만을 결정할 수 있다. 복호화된도 이미 설정되어 있는 필터 특징에 따른 필터는 이미 구성하고 있으므로, 영상 부호화 장치(100)의 1차원 필터 세트 결정부(120)에서 독자적으로 결정된 필터 특징에 관한 정보만으로 1차원 필터 세트에 관한 정보로써 부호화하여 복호화 장치로 제공할 수 있다.When some of the above-described various filter features are already set between the image encoder and the decoder, the one-dimensional filter set determiner 120 may determine only the other filter features. Since the filter according to the filter feature, which is also decoded, is already configured, the filter related to the one-dimensional filter set is determined only by the information on the filter feature independently determined by the one-dimensional filter set determiner 120 of the
1차원 필터 세트 결정부(120)는 1차원 필터를 각각 결정할 수 있으므로, 영상의 특징, 시스템 환경 또는 사용자 요구 등을 고려한 적응적 1차원 필터링이 가능하다.Since the one-dimensional filter set determiner 120 may determine the one-dimensional filter, the adaptive one-dimensional filtering may be performed in consideration of the characteristics of the image, the system environment, or the user's requirements.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 블록도를 도시한다.2 is a block diagram of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 파싱부(210), 1차원 필터 세트 판독부(220), 복원부(230) 및 1차원 필터링부(240)를 포함한다.The
파싱부(210)는 영상에 관한 비트스트림을 수신받아, 부호화된 영상 데이터 및 1차원 필터 세트에 관한 정보를 파싱하여, 1차원 필터 세트에 관한 정보는 1차원 필터 세트 판독부(220)로 출력하고, 부호화된 영상 데이터는 복원부(230)로 출력한다.The
1차원 필터 세트 판독부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 추출된 1차원 필터 세트에 관한 정보를 이용하여, 복원된 영상 데이터를 위한 1차원 필터 세트를 구성하는 적어도 하나의 1차원 필터를 판독하여 결정한다.The one-dimensional
복원부(230)는 파싱부(210)로부터 입력된 부호화된 영상 데이터에 대해 엔트로피 복호화, 움직임 보상, 움직임 예측, 역양자화, 역주파수 변환 등의 복호화 과정을 통해 영상 데이터를 복원하고, 1차원 필터링부(240)로 출력한다. 복원된 데이터는 디블로킹된 데이터일 수 있다.The
1차원 필터링부(240)는, 복원부(230)에 의해 복원된 영상 데이터에 대해, 1차원 필터 세트 판독부(220)에 의해 판독되어 결정된 1차원 필터 세트에 의한 1차원 필터링을 연속적으로 수행한다. The one-
1차원 필터링된 데이터는 버퍼에 저장되고, 차후 다른 데이터의 움직임 보상을 위한 참조 데이터로 이용될 수 있다. 이 경우, 1차원 필터 세트는 루프 필터의 기능을 수행한 것과 유사하다. 또한, 1차원 필터링된 데이터는 재생 장치에 의해 재생될 수 있다. 이 경우, 1차원 필터 세트는 포스트 필터의 기능을 수행한 것과 같다.One-dimensional filtered data may be stored in a buffer and used as reference data for motion compensation of other data. In this case, the one-dimensional filter set is similar to performing the function of the loop filter. Also, the one-dimensional filtered data can be reproduced by the reproducing apparatus. In this case, the one-dimensional filter set is equivalent to performing the function of the post filter.
1차원 필터 세트 판독부(220)는 1차원 필터 세트에 관한 정보로부터 각각의 1차원 필터의 종류, 개수, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부에 관한 정보 중 적어도 하나를 판독하여 결정할 수 있다. 1차원 필터가 비너 필터인 경우, 1차원 필터 세트에 관한 정보로부터 필터 계수에 관한 정보 대신 필터간 상호 상관 매트릭스에 관한 정보가 판독될 수도 있다. 1차원 필터 세트에 관한 정보는 픽처, 슬라이스, 시퀀스 등의 데이터 단위로 설정되어 있을 수 있다.The one-dimensional filter set
예를 들어, 1차원 필터 세트 판독부(220)는 1차원 필터의 종류가 비너 필터, 대칭/비대칭 필터인지 판독할 수 있으며, 각각의 1차원 필터의 크기, 개수를 판독하여 1차원 필터를 결정할 수 잇다.For example, the one-dimensional filter set
1차원 필터 세트에 관한 정보에 의해 상호 상관 매트릭스에 의해 계수가 결정되는 것으로 판독된 경우, 1차원 필터 세트 판독부(220)는 상호 상관 매트릭스에 의해 각각의 1차원 필터의 계수를 결정할 수 있다. 또한, 1차원 필터 세트에 관한 정보에 의해 현재 프레임 및 이전 프레임 간의 예측에 의해 1차원 필터 세트의 계수가 결정되는 것으로 판독된 경우, 1차원 필터 세트 판독부(220)는 이전 프레임을 위한 1차원 필터 세트를 이용하여 현재 프레임을 위한 1차원 필터 세트의 계수를 예측할 수 있다. When it is read that the coefficients are determined by the cross-correlation matrix by the information about the one-dimensional filter set, the one-dimensional filter set
1차원 필터 세트 판독부(220)는 각각의 1차원 필터의 필터링 방향을 판독할 수 있으며, 1차원 필터링부(240)는 1차원 필터 세트 판독부(220)에 의해 판독된 필터링 방향에 따라 각각의 1차원 필터링을 수행할 수 있다.The one-dimensional filter set
1차원 필터 세트 판독부(220)는 각각의 1차원 필터의 수행 여부를 판독할 수 있으며, 1차원 필터링부(240)는 1차원 필터 세트 판독부(220)에 의해 수행되는 것으로 판독된 1차원 필터에 의한 필터링만을 복원된 영상 데이터에 대해 수행할 수 있다.The one-dimensional filter set
1차원 필터 세트 판독부(220)는 1차원 필터의 러닝 필터링 수행 여부를 판독할 수 있으며, 1차원 필터링부(240)는 1차원 필터 세트 판독부(220)에 의해 러닝 필터링 수행되는 것으로 판독된 1차원 필터에 대해서는 이전 픽셀의 필터링 결과를 이용하여 현재 픽셀의 필터링을 수행할 수 있다.The one-dimensional filter set
본 발명에 의한 적어도 하나의 1차원 필터를 포함하는 1차원 필터 세트는 영상 부호화 장치(100) 및 영상 복호화 장치(200) 간에 1차원 필터 세트에 관한 일부 특성이 미리 결정되어 고정되어 있는 경우, 고정된 1차원 필터 세트에 관한 특성에 관한 정보를 교환할 필요가 없다. The one-dimensional filter set including at least one one-dimensional filter according to the present invention is fixed when some characteristics of the one-dimensional filter set are predetermined and fixed between the
따라서, 영상 부호화 장치(100)는 고정된 1차원 필터 세트에 관한 특성만을 제외한 필터 특성만을 영상 또는 부복호화 환경에 적응적으로 결정하고, 영상 부호화 장치(100)에서 결정된 필터 특성에 관한 정보가 부호화되어 영상 복호화 장치(200)로 제공될 수 있다.Therefore, the
영상 복호화 장치(200)도, 고정된 1차원 필터 특성 및 영상 부호화 장치(100)로부터 제공된 1차원 필터 세트에 관한 정보에 기초하여 1차원 필터 세트를 구성할 수 있다.The
영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치(100)로부터 전송된 1차원 필터 세트에 관한 정보에 따라 1차원 필터 세트에 포함되는 각각의 1차원 필터를 판독하여 구성할 수 있으므로, 영상의 특징, 시스템 환경 또는 사용자 요구 등을 고려한 적응적 1차원 필터링이 가능하다.Since the
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 시스템의 블록도를 도시한다.3 is a block diagram of an image encoding system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 시스템(300)은, 입력된 영상 시퀀스(305)에 대해 인터 예측의 움직임 예측(310)을 통해 움직임 정보(325)를 생성하고, 인트라 예측(315), 움직임 보상(320), 주파수 변환(330), 양자화(340), 디블로킹 필터(380) 및 엔트로피 암호화(350)에 의해 영상 데이터를 부호화한다.The
일 실시예에 따른 영상 부호화 시스템은, 복원된 영상 데이터 및 원본 데이터 간의 오차를 최소화하기 위한 1차원 필터 세트(390)가 디블로킹 필터(380)의 후단에 추가된다. In the image encoding system according to an exemplary embodiment, a one-dimensional filter set 390 is added to a rear end of the
입력 영상 시퀀스(305)의 영상 부호화 과정에 따라 주파수 변환(330) 후 양자화(340)를 거친 데이터 중 역양자화(360) 및 주파수 역변환(370)을 다시 거쳐 디블로킹 필터(380)를 통해 블록 효과가 제거된 데이터가 1차원 필터 세트(390)에 입력된다.According to the video encoding process of the
1차원 필터 세트(390)는 적어도 하나의 1차원 필터링을 연속적으로 수행하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 1차원 필터 세트 결정부(120) 및 1차원 필터링 수행부(130)를 포함한다.The one-dimensional filter set
1차원 필터 세트(390)에 1차원 필터 세트 결정부(120)에 의해 설정된 1차원 필터 세트에 관한 정보는 엔트로피 암호화(350)에 의해 비트스트림(355)에 삽입될 수 있다. 비트스트림(355)에 삽입되어 전송된 1차원 필터 세트에 관한 정보는 복호화단에서 1차원 필터 세트를 결정하는데 이용될 수 있다.Information about the one-dimensional filter set set by the one-dimensional filter set
1차원 필터 세트(390)로부터 1차원 필터링된 영상 데이터는 복호화된 픽처 버퍼(395)에 저장되고, 움직임 보상(320), 움직임 예측(310), 주파수 변환(330), 양자화(340) 및 엔트로피 암호화(350)를 거쳐 부호화되어 비트스트림(355) 형태로 출력될 수 있다.The one-dimensional filtered image data from the one-dimensional filter set 390 is stored in the decoded
또한 복호화된 픽처 버퍼(395)에 저장된 1차원 필터링된 영상 데이터는 다른 데이터의 움직임 보상(320)에 참조 정보로써 이용될 수 있다.In addition, the one-dimensional filtered image data stored in the decoded
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 시스템의 블록도를 도시한다.4 is a block diagram of an image decoding system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 시스템(400)은, 수신된 비트스트림(405)에 대해 엔트로피 복호화(410), 역양자화(420), 주파수 역변환(430), 인터 방향의 움직임 보상(450), 인트라 예측(460)을 수행함으로써 영상 데이터를 복호화한다. The
일 실시예에 따른 영상 복호화 시스템(400)은, 디블로킹 필터(440)에 의해 복호화된 데이터의 블록 효과를 감소시키고, 복원된 영상 데이터 및 원본 데이터의 오차를 최소화하기 위해 디블로킹 필터(440)의 후단에 1차원 필터 세트(470)를 추가한다.The
1차원 필터 세트(470)는 적어도 하나의 1차원 필터링을 연속적으로 수행하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 1차원 필터 세트 판독부(220) 및 1차원 필터링부(230)를 포함한다.The one-dimensional filter set 470 is a one-dimensional filter set
1차원 필터 세트(470)는 비트스트림(405)으로부터 1차원 필터 세트에 관한 정보를 추출하여, 1차원 필터 세트에 관한 정보를 이용하여 적어도 하나의 1차원 필터를 구성할 수 있다. The one-dimensional filter set 470 may extract information about the one-dimensional filter set from the
1차원 필터 세트(470)에 의해 필터링된 영상 데이터는 복호화된 픽처 버퍼(480)에 저장된다. 저장된 데이터는 재생 장치로 출력되거나, 다른 데이터의 움직임 보상(450)을 위한 참조 정보로 이용될 수 있다.The image data filtered by the one-dimensional filter set 470 is stored in the decoded
즉, 1차원 필터링에 의해 복원된 데이터가 재생 장치로 출력된다면, 1차원 필터 세트가 포스트 필터로써 원본 데이터 및 복원된 데이터 간의 오차를 줄이는 역할을 한다. 또한, 1차원 필터링에 의해 복원된 데이터가 움직임 보상을 위한 참조 정보로 이용된다면, 1차원 필터링이 루프(loop) 필터링의 역할을 한다고 볼 수 있다.That is, if the data restored by the one-dimensional filtering is output to the reproduction device, the one-dimensional filter set serves as a post filter to reduce the error between the original data and the restored data. In addition, if the data reconstructed by the one-dimensional filtering is used as reference information for motion compensation, it can be said that the one-dimensional filtering plays a role of loop filtering.
본 발명은 복원된 영상 데이터의 질을 개선하기 위해 2차원 필터 대신 1차원 필터링을 도입함으로써, 2차원 필터에 비해 메모리, 연산량, 전송 비트 등의 다양한 방면에서 이점을 갖는다.The present invention introduces one-dimensional filtering instead of two-dimensional filters to improve the quality of reconstructed image data, and thus has advantages in various aspects, such as memory, calculation amount, and transmission bits, compared to two-dimensional filters.
본 발명의 일 실시예에 의한 1차원 필터 세트 중, 수평 방향의 필터링을 위 한 1차원 필터 및 수직 방향의 필터링을 위한 1차원 필터를 포함하는 1차원 필터 세트는 2차원 필터와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 대칭형 필터의 경우, 2차원 필터에 비해 1차원 필터가 소량의 계수만으로도 모든 필터의 계수를 설정할 수 있으므로 유리하다. 따라서, 2차원 필터에 비해 1차원 필터 세트가 전송 비트스트림에 삽입되어야 할 필터 특성과 관련된 비트가 상대적으로 적게 필요하다. Among the one-dimensional filter sets according to an embodiment of the present invention, the one-dimensional filter set including the one-dimensional filter for filtering in the horizontal direction and the one-dimensional filter for filtering in the vertical direction performs the same function as the two-dimensional filter. can do. In the case of the symmetric filter, the one-dimensional filter is advantageous compared to the two-dimensional filter because the coefficients of all the filters can be set with only a small amount of coefficients. Therefore, compared to the two-dimensional filter, a relatively small number of bits related to the filter characteristic to be inserted into the transmission bitstream is required.
또한, 필터링 동안 임시 데이터를 저장하기 위한 메모리의 용량도 2차원 필터에 비해 1차원 필터가 적다. 2차원 필터에 의한 필터링의 연산량은 1차원 필터링에 비해 현저히 크다. In addition, the capacity of the memory for storing temporary data during filtering is also less one-dimensional filter compared to the two-dimensional filter. The computational amount of filtering by the two-dimensional filter is significantly larger than that of the one-dimensional filtering.
러닝 필터링의 경우 2차원에서는 불가능한 다수 필터링에 의한 병행 처리가 불가능하지만, 1차원 필터에 의해서는 병행 처리가 가능하다.In the case of running filtering, parallel processing by multiple filtering, which is impossible in two dimensions, is impossible, but parallel processing is possible by one-dimensional filter.
이하, 도 5 및 6 은 영상 부호화 과정 중 1차원 필터 세트에 관한 정보 중 각각의 1차원 필터링 수행 여부를 결정하는 방법의 일례에 관한 흐름도이다. 또한 도 5 및 6 은, 영상 복호화 과정 중 수신된 1차원 필터 세트에 관한 정보로부터 각각의 1차원 필터의 필터링 수행 여부를 결정하는 방법의 일례에 관한 흐름도이다.5 and 6 are flowcharts illustrating an example of a method of determining whether to perform 1D filtering of each of information about a 1D filter set during an image encoding process. 5 and 6 are flowcharts illustrating an example of a method of determining whether to perform filtering of each one-dimensional filter from information about a one-dimensional filter set received during an image decoding process.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차원 필터링 수행 여부 결정 방법의 흐름도를 도시한다.5 is a flowchart of a method of determining whether to perform 1D filtering according to an embodiment of the present invention.
1차원 필터 세트가 N개의 1차원 필터를 포함하는 경우(N은 1보다 큰 양의 정수), 복원된 영상 데이터(510)에 대한 필터링 순서에 따라 제 1 필터, 제 2 필터 내지 제 N 필터의 순서로 각각의 1차원 필터의 사용 여부가 결정된다. If the one-dimensional filter set includes N one-dimensional filters (N is a positive integer greater than 1), the first filter, the second to Nth filters may be set according to the filtering order for the restored
즉, 단계 520에서 제 1 필터 사용 여부가 결정되고, 제 1 필터를 사용하지 않기로 결정되면 제 2 필터 사용 여부를 결정하는 단계(540)로 곧바로 진행한다. 단계 520에서 제 1 필터에 의한 필터링을 수행하기로 결정하기로 결정되면, 단계 530 에서 제 1 필터를 이용하여 제 1 필터링 방향에 따른 1차원 필터링이 수행된다. 단계 530 에서 제 1 필터에 의한 필터링의 수행이 완료되면, 다음 필터링 순서의 제 2 필터의 사용 여부 결정 단계(540)가 진행된다.That is, in
마찬가지로, 단계 540 에서 제 2 필터 사용 여부가 결정되고, 사용 여부에 따라 단계 550에서 제 2 필터에 의한 제 2 필터링 방향으로의 1차원 필터링을 수행하거나, 다음 필터링 순서의 수행 여부를 결정하는 단계로 진행한다. Similarly, in
이러한 방식으로 모든 1차원 필터마다 필터링 순서대로 필터 사용 여부가 결정되고 결정 결과에 따른 필터링이 수행되고, 마지막 제 N 필터에 의한 제 N 필터링 방향으로의 1차원 필터링이 완료되면(단계 560), 마지막 필터링 순서까지 필터링된 데이터가 버퍼에 저장되거나 재생 장치에서 재생된다(단계 570).In this manner, whether or not to use the filters in the filtering order is determined for every one-dimensional filter, and filtering is performed according to the determination result. The filtered data up to the filtering order is stored in the buffer or played back in the playback device (step 570).
본 발명의 일 실시예에 따른 1차원 필터의 필터링 수행 여부는, 1차원 필터 세트를 하나 이상의 연속적인 1차원 필터를 포함하는 하나 이상의 서브 필터 세트로 분류하여, 각각의 서브 필터 세트 별로 필터링을 수행할지 여부가 결정될 수 있다. Whether or not the filtering of the one-dimensional filter according to an embodiment of the present invention is performed, classifying the one-dimensional filter set into one or more sub-filter sets including one or more continuous one-dimensional filters, and performing filtering for each sub-filter set. Whether to do so may be determined.
예를 들어, 도 5 는 각각의 서브 필터 세트가 독립적인 1차원 필터를 하나씩 포함하여, 각각의 1차원 필터 별로 1차원 필터 사용 여부 또는 1차원 필터링 수행 여부가 결정된 경우로 볼 수 있다.For example, FIG. 5 may be regarded as a case where each sub-filter set includes one independent one-dimensional filter, and whether one-dimensional filter or one-dimensional filtering is determined for each one-dimensional filter.
이하, 도 6 에서는 서브 필터 세트가 모든 1차원 필터를 포함하여, 모든 1차 원 필터에 의한 필터링이 수행되는지, 또는 모두 수행되지 않는지 결정될 수 있다. Hereinafter, in FIG. 6, the sub filter set includes all one-dimensional filters, so that it may be determined whether filtering by all primary filters is performed or not.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1차원 필터링 수행 여부 결정 방법의 흐름도를 도시한다.6 is a flowchart of a method of determining whether to perform 1D filtering according to another embodiment of the present invention.
1차원 필터 세트가 N개의 1차원 필터를 포함하는 경우(N은 1보다 큰 양의 정수), 복원된 영상 데이터(610)에 대한 제 1 필터, 제 2 필터 내지 제 N 필터의 사용 여부가 결정된다. If the one-dimensional filter set includes N one-dimensional filters (N is a positive integer greater than 1), it is determined whether to use the first filter, the second to Nth filters on the reconstructed image data 610. do.
즉, 단계 620에서 제 1 필터, 제 2 필터 내지 제 N 필터의 모든 필터의 사용 여부가 결정되고, 모두 사용하지 않기로 결정되면 저장 또는 재생(단계 660)로 곧바로 진행한다. 단계 620에서 모든 필터에 의한 필터링을 수행하기로 결정하기로 결정되면, 필터링 순서에 따라, 단계 630에서 제 1 필터를 이용한 제 1 필터링 방향의 1차원 필터링, 단계 640에서 제 2 필터를 이용한 제 2 필터링 방향의 1차원 필터링, 단계 650에서 제 N 필터를 이용한 제 N 필터링 방향의 1차원 필터링까지 순서대로 수행된다.That is, in step 620, it is determined whether all of the filters of the first filter, the second filter to the Nth filter are used, and if it is determined not to use all of them, the process immediately proceeds to storage or playback (step 660). If it is determined in step 620 to perform filtering by all filters, according to the filtering order, one-dimensional filtering of the first filtering direction using the first filter in step 630, and second using the second filter in step 640. One-dimensional filtering in the filtering direction, and in step 650, one-dimensional filtering in the N-th filtering direction using the N-th filter is performed in order.
단계 660에서는, 복원된 영상 데이터(610) 또는 연속적으로 1차원 필터링된 데이터가 버퍼에 저장되거나 재생 장치에서 재생된다.In step 660, the reconstructed image data 610 or continuously one-dimensional filtered data is stored in a buffer or reproduced in a reproducing apparatus.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 다른 1차원 필터링의 필터링 방향 결정 방법의 흐름도를 도시한다.7 is a flowchart of a filtering direction determination method of one-dimensional filtering according to an embodiment of the present invention.
일 실시예의 1차원 필터의 필터링 방향은 영상 특성의 분석을 통해 로컬 영상의 특성에 적응적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 영상의 에지를 보존하기 위해 로컬 영상의 에지 방향에 적응적으로 필터링 방향이 결정될 수 있다.The filtering direction of the one-dimensional filter of an embodiment may be adaptively determined based on the characteristics of the local image through analysis of the image characteristics. For example, the filtering direction may be determined adaptively to the edge direction of the local image to preserve the edge of the image.
단계 710 에서 복원된 영상 데이터가 입력되면, 단계 720에서는 복원된 영상 데이터의 각각의 픽셀마다 에지가 검출된다. 단계 730에서는 검출된 에지 방향에 따라 1차원 필터링이 수행되고, 단계 740에서 필터링된 데이터는 저장되거나 재생 장치에서 재생된다.When the reconstructed image data is input in
영상 부호화 과정에서 에지 방향에 따라 결정된 필터링 방향를 포함한 1차 필터 세트에 관한 정보는 부호화되어 복호화단에 제공된다. 영상 복호화 과정에서는 수신된 데이터로부터 1차원 필터 세트에 관한 정보를 판독하여, 소정 1차원 필터의 에지 방향 등의 필터링 방향에 따른 1차원 필터링이 수행될 수 있다.In the image encoding process, information about a first-order filter set including a filtering direction determined according to an edge direction is encoded and provided to a decoder. In the image decoding process, one-dimensional filtering may be performed according to a filtering direction such as an edge direction of a predetermined one-dimensional filter by reading information about the one-dimensional filter set from the received data.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.8 is a flowchart of an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
단계 810 에서, 영상의 부호화 도중 영상 데이터가 복원된다. 복원된 영상 데이터는 디블로킹된 데이터 일 수 있다.In
단계 820 에서, 복원된 영상 데이터를 위한 적어도 하나의 1차원 필터를 포함하는 1차원 필터 세트가 결정된다. 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 1차원 필터 세트에 관한 정보를 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다. In
1차원 필터 세트에 관한 정보는, 각각의 1차원 필터의 종류, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 계수에 관한 정보는 계수 대신 필터간 상호 상관 매트릭스를 포함할 수도 있다. 1차원 필터 세트에 관한 정보는 영상 데이터의 픽처, 슬라이스 및 시퀀스 중 적어도 하나의 단위별로 설정되거나 부호화될 수 있 다.The information about the 1D filter set may include at least one of information about a type, a size, a quantization bit, a coefficient, a filtering direction, whether to perform filtering, and whether to perform running filtering of each 1D filter. The information about the coefficients may include a cross correlation matrix between filters instead of coefficients. Information about the one-dimensional filter set may be set or encoded for at least one unit of a picture, a slice, and a sequence of image data.
단계 830 에서, 복원된 영상 데이터에 대해 결정된 1차원 필터 세트에 의한 연속적인 1차원 필터링이 수행된다. 결정된 1차원 필터 세트에 관한 정보에 기초하여, 각각의 1차원 필터링이 수행될 수 있다.In
1차원 필터 세트에 의한 1차원 필터링이 수행된 영상 데이터는, 다른 데이터의 움직임 보상을 위한 참조 데이터로 이용할 수 있다.Image data in which one-dimensional filtering is performed by the one-dimensional filter set may be used as reference data for motion compensation of other data.
도 9 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.9 is a flowchart of an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
단계 910에서, 수신된 비트스트림로부터 1차원 필터 세트에 관한 정보, 부호화된 영상 데이터가 파싱된다.In
단계 920 에서, 1차원 필터 세트에 관한 정보를 이용하여, 적어도 하나의 1차원 필터가 판독된다. 1차원 필터 세트에 관한 정보를 이용하여, 각각의 1차원 필터의 종류, 크기, 양자화 비트, 계수, 필터링 방향, 필터링 수행 여부 및 러닝 필터링 수행 여부에 관한 정보 중 적어도 하나가 판독되어 결정될 수 있다. 계수에 관한 정보 대신에 상호 상관 매트릭스에 관한 정보가 판독될 수도 있다.In
단계 930 에서, 부호화된 영상 데이터를 복호화하여 영상 데이터가 복원된다. 복원된 영상 데이터는 디블로킹된 데이터일 수 있다.In
단계 940 에서, 복원된 영상 데이터에 대해 판독된 적어도 하나의 1차원 필터에 의한 1차원 필터링이 연속적으로 수행되어 영상 데이터가 복원된다.In
일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 1차원 필터 세트에 의한 1차원 필터 링이 수행된 데이터를 버퍼에 저장하여 다른 데이터의 움직임 보상을 위한 참조 정보로써 이용하거나, 재생 장치를 통해 재생하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, an image decoding method includes storing data in which one-dimensional filtering by a one-dimensional filter set is performed in a buffer and using the same as reference information for compensating for motion of other data or reproducing the same through a reproducing apparatus. It may further include.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (for example, a CD-ROM, a DVD, etc.) and a carrier wave (for example, the Internet). Storage medium).
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 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 블록도를 도시한다.1 is a block diagram of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 블록도를 도시한다.2 is a block diagram of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 시스템의 블록도를 도시한다.3 is a block diagram of an image encoding system according to an embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 시스템의 블록도를 도시한다.4 is a block diagram of an image decoding system according to an embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차원 필터링 수행 여부 결정 방법의 흐름도를 도시한다.5 is a flowchart of a method of determining whether to perform 1D filtering according to an embodiment of the present invention.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1차원 필터링 수행 여부 결정 방법의 흐름도를 도시한다.6 is a flowchart of a method of determining whether to perform 1D filtering according to another embodiment of the present invention.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 다른 1차원 필터링의 필터링 방향 결정 방법의 흐름도를 도시한다.7 is a flowchart of a filtering direction determination method of one-dimensional filtering according to an embodiment of the present invention.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.8 is a flowchart of an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
도 9 은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.9 is a flowchart of an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
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