KR20110014000A - 영상 데이터의 디블록킹 필터링 장치 및 방법과 이를 이용한 영상 복호화 장치 및 방법 - Google Patents

영상 데이터의 디블록킹 필터링 장치 및 방법과 이를 이용한 영상 복호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복호된 영상의 블록 왜곡을 제거하기 위한 디블록킹 필터링 장치 및 방법와, 이를 이용한 영상 복호화 장치 및 방법에 대한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 데이터의 디블록킹 필터링 방법은 입력된 현재 프레임의 헤더로부터 매크로 블록내 다수의 단위 블록들에 대한 파라미터 정보를 추출하는 과정과, 상기 추출된 파라미터 정보를 근거로 상기 디블록킹 필터링을 수행할 지 여부를 결정하는 과정과, 상기 결정 결과에 따라 상기 매크로 블록에 대해 디블록킹 필터링을 수행하는 과정을 포함한다.
블록 왜곡, 디블록킹 필터, 매크로 블록

Description

영상 데이터의 디블록킹 필터링 장치 및 방법과 이를 이용한 영상 복호화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF DEBLOCKING FILTERING AN IMAGE DATA AND DECODING APPARATUS AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 영상 복호화 장치 및 방법에 대한 것으로서, 특히 복호된 영상의 블록 왜곡을 제거하기 위한 디블록킹 필터링 장치 및 방법와, 이를 이용한 영상 복호화 장치 및 방법에 대한 것이다.
잘 알려진 H.264/AVC 코덱(Codec)은 매우 높은 데이터 압축률을 가지는 디지털 비디오 코덱 표준의 하나이다. 국제전기통신연합(ITU-T) 비디오 코딩 전문가 그룹(Video Coding Expert Group : VCEG)과 ISO/IEC(International Organization for Standardization/ International Electrotechnical Commission) 동영상 전문가 그룹(Moving Picture Expert Group : MPEG)이 결성한 JVT(Joint Video Team)에 의해 2003년 표준화가 완료된 H.264/AVC는 현재까지 개발된 비디오 압축 기술 중 최고의 압축률을 갖고 있는 코덱의 하나로서 가장 널리 사용되고 있는 비디오 압축 기술이 다.
상기 H.264/AVC는 기존의 비디오 압축 기술보다 높은 압축률 향상을 위해 다양한 모드의 인트라 예측(Intra prediction), 다수의 참조 프레임, 다양한 크기의 블록에 대한 움직임 예측(Motion Prediction), 문맥 기반 적응적 가변 길이 부호화(Context-Adaptive Variable-Length Coding : CAVLC), 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding : CABAC), 인 루프(In-loop) 디블록킹 필터 등의 기술들을 이용한다.
상기 H.264/AVC는 상기와 같이 영상 데이터의 압축률을 향상시키는 이점이 있는 반면 MPEG-2, MPEG-4 등과 같이 기존의 비디오 코덱 보다 복잡도가 상대적으로 높은 기술을 이용한다. 예를 들어 H.264/AVC의 복호화기에서는 6-tap 보간 필터, 디블록킹 필터, CAVLC 기술들이 기존의 비디오 코덱 보다 높은 복잡도를 갖는 부분이다. 이와 같은 높은 복잡도는 H.264/AVC 복호화기를 핸드폰과 같은 모바일 단말기에서 사용하는데 있어서 많은 제약이 된다.
본 명세서에서는 상기 H.264/AVC에서 높은 복잡도를 요구하는 기술 중에서 디블록킹 필터(Deblocking Filter)에 대해 살펴보기로 한다. 일반적으로 H.264/AVC와 같은 비디오 코덱 표준에서는 영상 데이터를 다수의 픽셀들의 블록 단위로 압축 부호화한 후, 디코딩하므로 복원된 영상에 블록킹 현상(Blocking artifacts)이 발생한다. 이러한 블록킹 현상은 다음과 같은 두 가지 원인에 기인한다.
첫 번째 원인은 블록 단위 인코딩 방법의 경우 일정한 크기의 블록에 대해 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행하고, 양자화 과정을 거치므로 서로 겹쳐지 지 않는 블록 단위의 변환(transform)은 주변 블록 또는 픽셀(pixcel)간의 상관 관계(correlation)가 전혀 고려되지 않은 채 독립적으로 변환과 양자화가 수행되어 원본영상 데이터에 손실이 발생하기 때문이다. 두 번째 원인은 H.264/AVC와 같은 비디오 코덱은 블록 단위로 움직임 벡터를 예측하여 영상 데이터를 보상하는데 하나의 블록에 속한 픽셀들은 동일한 움직임 벡터를 갖기 때문이다.
상기 디블록킹 필터는 상기한 블록 단위의 부호화에서 발생하는 블록의 경계 오차를 부드럽게 하여 최종 복원되는 영상의 품질을 향상시키는 역할을 한다.
그러나 종래 디블록킹 필터의 경우 매크로 블록을 구성하는 픽셀 블록들의 모든 수평 방향 경계들에 대해 필터링 강조의 조절을 위한 필터 계수로서 경계 세기(Boundary Strength : BS) 값들을 산출한 후, 상기 픽셀 블록들의 모든 수직 방향 경계에 대해 필터링 강도의 조절을 위한 필터 계수로서 BS 값들을 산출하는 과정을 반복하여 디블록킹 필터링을 수행한다. 여기서 각 픽셀 블록은 다수의 픽셀들로 구성된다. 따라서 종래 디블록킹 필터의 필터링 방법은 요구되는 계산량이 많아 필터의 복잡도가 높고, 필터링 시 많은 시간이 요구된다.
본 발명은 영상 데이터의 저복잡도를 갖는 디블록킹 필터링 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 디블록킹 필터링 장치 및 방법을 이용하는 영상 복호화 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따라 영상 데이터의 블록 왜곡을 제거하는 디블록킹 필터 장치는 입력된 현재 프레임의 헤더로부터 매크로 블록내 다수의 단위 블록들에 대한 파라미터 정보를 추출하는 파라미터 추출부와, 상기 추출된 파라미터 정보를 근거로 상기 디블록킹 필터링을 수행할 지 여부를 결정하는 결정부와, 상기 결정 결과에 따라 상기 매크로 블록에 대해 디블록킹 필터링을 수행하는 필터부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 영상 데이터의 디블록킹 필터링 방법은 입력된 현재 프레임의 헤더로부터 매크로 블록내 다수의 단위 블록들에 대한 파라미터 정보를 추출하는 과정과, 상기 추출된 파라미터 정보를 근거로 상기 디블록킹 필터링을 수행할 지 여부를 결정하는 과정과, 상기 결정 결과에 따라 상기 매크로 블록에 대해 디블록킹 필터링을 수행하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 입력된 프레임의 잔차 영상을 복원하는 엔트로피 복호화부, 역 양자화부 및 역 DCT부를 구비하여 영상 데이터를 복호화하는 복호화 장치는 입력된 현재 프레임의 예측 영상을 생성하는 인터 및 인트라 예측부와, 현재 프레임의 헤더로부터 엔트로피 부호화의 수행 여부를 나타내는 파라미터 정보를 추출하고, 상기 예측 영상을 이용하여 복원된 현재 프레임의 복원 영상에 대해 상기 추출된 파라미터 정보에 따라 디블록킹 필터링을 선택적으로 수행하는 디블록킹 필터부를 포함한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 상기한 본 발명의 실시 예를 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저 본 발명의 기본 개념을 간략히 설명하면, 본 발명은 엔트로피(entropy) 부호화(or 복호화)의 수행 여부를 나타내는 CBP(Coded Block Pattern) 파라미터를 이용하여 디블록킹 필터링을 선택적으로 수행함은 물론 디블록킹 필터링을 위한 BS 값을 결정하는 과정을 간략화하는 방안을 제안한 것이다. 또한 본 발명은 상기 CBP 파라미터가 "0"의 값을 갖는 경우 즉 해당 매크로 블록에 대해 엔트로피 부호화(or 복호화)가 적용되지 않은 경우 또는 스킵(SKIP) 모드가 적용되는 경우 영상 데이터의 복호화 시 디블록킹 필터링 동작을 생략하는 방안을 제안한 것이다.
여기서 상기 스킵 모드는 MPEG, H.264/AVC과 같은 비디오 압축 기술에서 압축 성능을 향상시키자 프레임간에 동일한 매크로 블록에 대해 플래그 정보의 형태로 약속된다. 만약 어떤 매크로 블록에 대해 상기 스킵 모드가 설정되면, 부호화기는 해당 매크로 블록의 부호화된 데이터 대신에 스킵 모드임을 나타내는 플래그 정 보만을 전송하고, 복호화기는 이전 프레임에서 동일 위치의 매크로 블록을 복사하여 해당 매크로 블록을 복원한다.
본 발명의 실시 예는 편의상 H.264/AVC의 예를 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 디블록킹 필터 장치 및 방법은 디블록킹 필터링이 요구되는 각종 비디오 기술에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터가 적용된 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 엔트로피 복호화부(101)은 입력된 현재 프레임의 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 현재 영상과 예측 영상 간의 잔차(residue) 영상의 양자화된 값을 복원한다. 역양자화부(103)는 상기 양자화된 값을 역 양자화하여 상기 잔차 영상의 주파수 계수를 복원하고, 역 DCT부(105)는 상기 복원된 주파수 계수를 역 이산 코사인 변환하여 상기 잔차 영상을 복원한다.
도 1에서 움직임 보상부(107)는 프레임 메모리(114)에 기 저장된 참조 프레임의 움직임 벡터를 이용하여 현재 프레임의 예측 영상을 생성한다. 인트라 예측부(109)는 매크로 블록내의 픽셀들간의 공간적 중복성을 고려하여 현재 프레임의 예측 영상을 생성한다. 가산기(111)는 상기 움직임 보상부(107) 또는 인트라 예측부(109)를 통해 생성된 예측 영상과 상기 역 DCT부(105)를 통해 상기 복원된 잔차 영상을 가산하여 현재 프레임의 복원 영상을 생성한다.
도 1에서 디블록킹 필터부(115)는 현재 프레임의 헤더로부터 엔트로피 부호화의 수행 여부를 나타내는 CBP 파라미터를 추출하고, 상기 추출된 CBP 파라미터의 값에 따라 디블록킹 필터링을 선택적으로 수행한다. 또한 상기 디블록킹 필터부(115)는 현재 프레임의 헤더로부터 매크로 블록에 대한 모드 타입을 판별하고, 상기 판별된 모드 타입에 따라 디블록킹 필터링을 선택적으로 수행한다.
그리고 상기 디블록킹 필터부(115)는 디블록킹 필터링을 수행할 경우 상기 CBP 파라미터에 따라 결정된 BS 값을 이용하여 디블록킹 필터링을 수행한다. 상기 디블록킹 필터링을 수행하는 필터는 부호화 장치와 복호화 장치에 동일하게 적용되는 인 루프 필터(In-loop filter)를 이용할 수 있다.
도 1에서 프레임 메모리(113)는 상기 디블록킹 필터부(115)를 통해 블록 왜곡이 필터링된 현재 프레임의 복원 영상을 저장하고, 상기 필터링된 복원 영상은 상기 예측 영상을 생성할 때 이용되는 참조 프레임으로 이용된다.
본 발명의 실시 예에서는 디블록킹 필터링의 수행 여부를 결정하기 위한 파라미터로서 상기 CBP 파라미터를 이용하였으나, 복호화 장치로 입력되는 프레임의 헤더에 디블록킹 필터링의 수행 여부를 나타내는 별도의 정보를 삽입하여 제공하는 것도 가능할 것이다.
도 1에서 상기 디블록킹 필터부를 제외한 나머지 구성 요소들은 종래 기술을 이용할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 디블록킹 필터 장치의 구성과 동작을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터 장치의 구성을 나타낸 블록도로서, 이는 상기 디블록킹 필터부(115)의 구성을 나타낸 것이다.
도 2의 디블록킹 필터 장치는 디블록킹 필터링의 수행 여부를 결정하기 위해 현재 매크로 블록의 모드 타입이 스킵 모드인지를 판별하는 스킵 모드 판별부(201)와, 입력된 현재 프레임의 헤더로부터 CBP 파라미터를 추출하는 파라미터 추출부(203) 중 적어도 하나를 구비한다. 여기서 상기 CBP 파라미터는 원래 매크로 블록내 각 단위 블록에 대해 엔트로피 부호화가 수행되었는 지 여부를 나타내는 파라미터이다. 구체적으로 설명하면, H.264/AVC 표준에서는 양자화 계수가 모두 "0"인경우 해당 단위 블록을 "All-zero" 블록으로 구분지어 부호화 효율을 높일 수 있다. 즉 상기 CBP 파라미터가 "0"의 값을 가지면, 해당 단위 블록에 대해 엔트로피 부호화가 수행되지 않은 경우이므로 복호화 장치에서는 상기 CBP 파라미터가 "0"의 값을 가지면, 해당 단위 블록에 대해 엔트로피 복호화를 생략할 수 있다. 본 발명에서는 엔트로피 부호화의 수행 여부는 물론 디블록킹 필터링의 수행 여부를 판별하기 위한 정보로도 상기 CBP 파라미터를 이용한다.
그리고 상기 단위 블록은 예를 들어 H.264/AVC 표준의 경우 8ⅹ8 블록(즉 가로 8 픽셀, 세로 8 픽셀)으로 정의되어 있으나, 상기 단위 블록의 크기는 8ⅹ8 블록의 크기로 제안되지 않고, 다양한 크기로 설정할 수 있다.
도 2에서 BS 결정부(205)는 상기 스킵 모드 판별부(201) 및/또는 파라미터 추출부(203)로부터 제공된 매크로 블록의 모드 타입 정보 및/또는 CBP 파라미터를 근거로 디블록킹 필터링의 수행 여부를 결정한다. 그리고 디블록킹 필터링의 수행이 결정된 경우 상기 BS 결정부(205)는 상기 CBP 파라미터에 따라 결정된 BS 값을 이용하여 해당 매크로 블록에서 수직 및 수평 방향 경계에 대해 디블록킹 필터링을 수행한다. 상기 BS 값은 디블록킹 필터링 강도의 조절을 위한 필터 계수이다. 상기 BS 값을 이용한 디블록킹 필터링은 공지 기술을 이용하므로 필터링 동작에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서 상기 BS 결정부(205)는 상기 CBP 파라미터가 "0"이 아닌 경우 매크로 블록에서 홀수 번째 경계와 짝수 번째 경계를 구분하여 BS 값을 결정(or 산출)한다. 일 실시 예로 상기 BS 결정부(205)는 매크로 블록에서 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계에 대해 CBP 파라미터에 따라 BS 값을 결정하고, 짝수 번째 경계에 대한 BS 값은 기존의 방식으로 결정한다. 여기서 상기 "경계"는 매크로 블록내에서 수직 방향 또는 수평 방향으로 인접한 소정 개수의 픽셀들로 구성된 블록들간에, 서로 인접한 수직 방향 또는 수평 방향의 경계, 즉 에지(edge)를 의미한다.
상기한 본 발명의 BS 값 결정 방식에 의하면, 매크로 블록에서 모든 수평 방향 경계와 수직 방향 경계에 대해 각각 BS 값을 산출해야 하는 종래 방식에 비해 요구되는 계산량을 감소시킬 수 있으며, BS 값을 결정하는 구체적인 방식은 후술하기로 한다.
도 2에서 필터(207)는 홀수 경계 필터(207a)와 짝수 경계 필터(207b)를 구비한다. 상기 홀수 경계 필터(207a)는 매크로 블록에서 홀수 번째 경계에 대해 상기 BS 결정부(205)을 통해 결정된 BS 값으로 디블록킹 필터링을 수행한다. 상기 짝수 경계 필터(207b)는 매크로 블록에서 짝수 번째 경계에 대해 상기 BS 결정부(205)를 통해 결정된 BS 값으로 디블록킹 필터링을 수행한다.
상기한 도 2의 실시 예에서 BS 값은 매크로 블록에서 짝수 번째 경계와 홀수 번째 경계를 구분하여 결정하였으나, 짝수 번째 경계에 대한 디블록킹 필터링을 생략하는 경우 CBP 파라미터에 따라 홀수 번째 경계에 대한 BS 값만을 결정하여 디블록킹 필터링을 수행하는 것도 가능할 것이다. 이 경우 디블록킹 필터링 시 요구되는 계산량을 더욱 줄일 수 있다.
또한 도 2의 실시 예에서 스킵 모드 판별부(201), 파라미터 추출부(203) 및 BS 결정부(205)는 각각 구별되는 기능 블록으로 도시하였으나, 이를 적어도 하나의 프로세서 or 제어부로 구현하는 것도 가능할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터링 방법을 나타낸 순서도로서, 도 2를 참조하여 도 3의 방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에서 디블록킹 필터링은 기본적으로 매크로 블록 단위로 수행됨을 가정한다.
도 3을 참조하면, 301 단계에서 스킵 모드 판별부(201)는 현재 프레임의 헤더로부터 해당 매크로 블록의 모드 타입이 스킵 모드인지 판별한다. 301 단계에서 스킵 모드가 아닌 것으로 판별된 경우 303 단계에서 파라미터 추출부(303)는 현재 프레임의 헤더로부터 해당 매크로 블록내 각 단위 블록의 CBP 파라미터를 추출하여 그 CBP 파라미터가 "0"의 값을 갖는지 확인한다. 상기 301 단계와 상기 303 단계는 각각 선택적으로 수행될 수 있다.
상기 CBP 파라미터를 이용하여 디블록킹 필터링의 수행 여부를 결정하는데 있어서 상기 CBP 파라미터가 "0"이 아닌 값을 갖는 경우 상기 CBP 파라미터는 "1"의 값을 갖거나 또는 해당 단위 블록의 부호화된 블록 패턴을 나타내는 값을 가질 수 있으며, 이 경우 해당 단위 블록내 위치하는 수직 방향 경계와 수평 방향 경계 중 적어도 하나에 디블록킹 필터링이 필요한 왜곡이 존재할 수 있다.
상기 303 단계에서 해당 매크로 블록의 모드 타입이 스킵 모드가 아니거나 또는 상기 303 단계에서 해당 단위 블록의 CBP 파라미터가 "0"의 값을 갖는 경우 BS 결정부(205)는 해당 매크로 블록 또는 단위 블록에 대한 디블록킹 필터링이 생략되도록 제어한다. 상기 303 단계에서 해당 단위 블록의 CBP 파라미터가 "0"이 아닌 값을 갖는 경우 307 단계에서 BS 결정부(205)는 CBP 파라미터에 따라 해당 매크로 블록내 수직 및 수평 방향 경계에 대해 BS 값을 결정한다.
상기 307 단계에서 결정되는 BS 값은 해당 매크로 블록에서 홀수 번째 경계에 대한 BS 값을 포함하며, 상기 CBP 파라미터에 따른 BS 값은 실험적으로 미리 결정된 값을 사용할 수 있으며, 특정 값에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 BS 값은 해당 매크로 블록에서 짝수 번째 경계에 대한 BS 값을 더 포함할 수 있으며, 상기 짝수 번째 경계에 대한 BS 값은 종래 방식에 따라 결정된다.
따라서 상기한 디블록킹 필터링 방법을 적용할 경우 스킵 모드의 적용 여부 및/또는 CBP 파라미터의 값에 따라 디블록킹 필터링을 선택적으로 적용하고, 디블록킹 필터링 시 홀수 번째 경계에 대한 BS 값을 상기 CBP 파라미터에 따라 미리 정해진 값으로 결정하므로 비디오 복호화기의 디블록킹 필터에서 요구되는 연산량을 대폭 절감하여 낮는 복잡도를 갖는 디블록킹 필터를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터링 방법에서 BS 값 결정 및 필터링 과정을 나타낸 순서도로서, 이는 도 3의 307 단계를 구체적으로 나타낸 것 이다.
먼저 본 발명의 이해를 돕기 위해 종래 방식에 따른 BS 값 결정 및 필터링 과정을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 도 5에서 참조 부호 B1은 16ⅹ16 블록(즉 가로 16 픽셀, 세로 16 픽셀)의 크기를 갖는 매크로 블록, B2는 8ⅹ8 블록의 크기를 갖는 단위 블록을 각각 예시한 것이다. 종래 디블록킹 필터는 매크로 블록에서 도 5와 같이 수직 방향 경계(501, 503, 505, 507)에 대해 각각 BS 값을 산출한 후, 디블록킹 필터링을 수행한다. 그리고 도 6와 같이 수평 방향 경계(601, 603, 605, 607)에 대해 각각 BS 값을 산출한 후, 디블록킹 필터링을 수행한다. 일 예로 H.264/AVC 표준의 디블록킹 필터링 과정은 주어진 매크로블록에 대해 수직 방향으로 필터링을 적용한 후, 수평 방향으로 필터링을 적용한다.
종래 디블록킹 필터는 필터링 시 주어진 매크로 블록의 부호화 모드, 움직임 벡터 및 양자화 계수 값의 개수 등의 정보를 이용하여 도 5 및 도 6과 같이 수직 방향 경계(501, 503, 505, 507)와 수평 방향 경계(601, 603, 605, 607)에 대해 각각 BS 값을 계산하고, BS 값을 기준으로 필터링 강도를 조절한다.
보다 구체적으로 설명하면, 종래 디블록킹 필터는 도 5에서 참조 번호 501의 수직 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(A-E, B-F, C-G, D-H)에 대한 BS 값을 각각 계산한 후, 계산된 BS 값에 따라 필터링의 강도가 다르게 픽셀 단위에서 디블록킹 필터링을 처리한다. 동일한 방식으로 참조 번호 503의 수직 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(E-I, F-J, G-K, H-L)에 대한 BS 값, 참조 번호 505의 수직 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(I-M, J-N, K-O, L-P)에 대한 BS 값, 그리고 참조 번호 507의 수직 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(M-Q, N-R, O-S, P-T)에 대한 BS 값을 각각 계산한 후, 계산된 BS 값에 따라 필터링의 강도가 다르게 픽셀 단위에서 디블록킹 필터링을 처리한다.
또한 종래 디블록킹 필터는 도 6에서 참조 번호 601의 수평 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(U-E, V-I, W-M, X-Q)에 대한 BS 값을 각각 계산한 후, 계산된 BS 값에 따라 필터링의 강도가 다르게 픽셀 단위에서 디블록킹 필터링을 처리한다. 동일한 방식으로 참조 번호 603의 수평 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(E-F, I-J, M-N, Q-R)에 대한 BS 값, 참조 번호 605의 수평 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(F-G, J-K, N-O, R-S)에 대한 BS 값, 그리고 참조 번호 607의 수평 방향 경계를 기준으로 4개의 4×4 블록 조합(G-H, K-L, O-P, S-T)에 대한 BS 값을 각각 계산한 후, 계산된 BS 값에 따라 필터링의 강도가 다르게 픽셀 단위에서 디블록킹 필터링을 처리한다.
H.264/AVC 표준의 경우 상기와 같이 디블록킹 필터링을 적용하는 경우 BS 값이 4인 경우에는 경계를 기준으로 양쪽으로 최대 3 픽셀까지 필터링을 적용하며, BS 값이 3, 2, 1인 경우에는 최대 2 픽셀까지 필터링을 적용한다.
다시 도 4로 돌아가서, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면, 401 단계에서 BS 결정부(205)는 매크로 블록에서 수직 및 수평 방향의 짝수 번째 경계(701, 703, 705, 707)에 대해 상기한 종래 방식에 따라 BS 값을 각각 결정한 후, 403 단계에서 상기 BS 값이 결정된 수직 및 수평 방향의 짝수 번째 경계(701, 703, 705, 707)에 대해 디블록킹 필터링을 수행한다. 도 7에서 수직 방향 의 짝수 번째 경계는 매크로 블록 내에서 수직 방향으로 0번째(701), 2번째(703)에 위치하며, 수평 방향의 짝수 번째 경계는 매크로 블록 내에서 수평 방향으로 0번째(705), 2번째(707)에 위치한다.
그리고 405 단계에서 BS 결정부(205)는 매크로 블록에서 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계(801, 803, 805, 807)에 대해 상기 CBP 파라미터에 따른 BS 값을 각각 결정한 후, 407 단계에서 상기 BS 값이 결정된 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계(801, 803, 805, 807)에 대해 디블록킹 필터링을 수행한다. 도 8에서 수직 방향의 홀수 번째 경계는 매크로 블록 내에서 수직 방향으로 1번째(801), 3번째(803)에 위치하며, 수평 방향의 홀수 번째 경계는 매크로 블록 내에서 수평 방향으로 1번째(805), 3번째(807)에 위치한다.
상기한 도 4의 실시 예에서는 짝수 번째 경계에 대해 BS 값 결정 및 필터링을 수행한 후, 홀수 번째 경계에 대해 BS 값 결정 및 필터링을 수행하였으나, 역순 또는 병렬로 BS 값 결정 및 필터링을 수행하는 것도 가능하다. 또한 짝수 및 홀수 번째 경계에 대해 BS 값을 먼저 결정한 후, 필터링을 수행하는 것도 가능하다.
따라서 도 4의 방법에 의하면, 매크로 블록 내의 홀수 번째 경계들에 대해 CBP 값을 통해 BS 값을 결정함으로써 분기문의 감소를 통해 디블록킹 필터 장치의 계산 복잡도를 추가적으로 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 블록에서 홀수 번째 경계에 대한 BS 값 결정 및 필터링 적용 범위를 나타낸 것으로서, 도 9의 실시 예는 16×16 블록의 크기를 갖는 매크로 블록내 8×8 블록의 크기를 갖는 4 개의 단위 블록(901, 903, 905, 907)이 포함된 경우를 가정한 것이다
도 9를 참조하면, 도 2에서 BS 값 결정부(205)는 첫 번째 단위 블록(901) 내에 존재하는 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계(E-I, F-J, E-F, I-J)에 대해 각각 4 개의 BS 값을 미리 정해진 값으로 결정하고, 필터(207)는 결정된 BS 값에 따라 홀수 번째 경계(E-I, F-J, E-F, I-J)에 대해 디블록킹 필터링을 수행한다. 상기 BS 값은 필터링 강도에 따라 예컨대, 1~4의 값 중에서 하나의 값을 설정할 수 있으며, (E-I, F-J, E-F, I-J)의 4 개의 경계에 대해 동일한 BS 값을 결정하거나 또는 각 픽셀 블록(E, I, F, J)을 고려하여 4 개의 경계 중 적어도 하나에 대해 다른 BS 값을 결정하는 것도 가능할 것이다. 그리고 도 9에서 두 번째 단위 블록(903) 내에 존재하는 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계(M-Q, N-R, M-N, Q-R), 세 번째 단위 블록(905) 내에 존재하는 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계(G-K, H-L, G-H, K-L), 그리고 네 번째 단위 블록(907) 내에 존재하는 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계(Q-S, P-T, O-P, S-T)에 대해서도 상기 첫 번째 단위 블록(901)과 동일한 방식으로 BS 값을 결정하고, 디블록킹 필터링을 수행한다.
도 10은 도 9에서 설명한 홀수 번째 경계에 대한 BS 값 결정 및 필터링 적용 범위를 N×N 블록의 크기를 갖는 매크로 블록으로 확장한 예를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 매크로 블록의 크기가 임의의 크기로 증가될 경우 예를 들어 매크로 블록의 크기가 32×32 블록 또는 64×64 블록이 될 때에도 상기한 본 발명의 실시 예와 같이 CBP 값을 갖는 임의 크기의 단위 블록(1001, 1003, 1005, 1007)내 수직 및 수평 방향의 홀수 번째 경계에 대해 도 9에서 설명한 방식으로 BS 값을 결정하고, 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시 예에 의하면, 모바일 단말기와 같이 제한된 하드웨어 자원을 사용하는 장치에서도 효과적으로 사용될 수 있는 저복잡도의 디블록킹 필터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터가 적용된 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터링 방법을 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디블록킹 필터링 방법에서 BS 값 결정 및 필터링 과정을 나타낸 순서도,
도 5 및 도 6은 종래 BS 값 결정 및 필터링 과정을 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 BS 값 결정 및 필터링 과정을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 블록에서 홀수 번째 경계에 대한 BS 값 결정 및 필터링 적용 범위를 나타낸 도면,
도 10은 도 9에서 설명한 홀수 번째 경계에 대한 BS 값 결정 및 필터링 적용 범위를 N×N 블록의 크기를 갖는 매크로 블록으로 확장한 예를 나타낸 도면.

Claims (20)

  1. 영상 데이터의 블록 왜곡을 제거하는 디블록킹 필터 장치에 있어서,
    입력된 현재 프레임의 헤더로부터 매크로 블록내 다수의 단위 블록들에 대한 파라미터 정보를 추출하는 파라미터 추출부;
    상기 추출된 파라미터 정보를 근거로 디블록킹 필터링을 수행할 지 여부를 결정하는 결정부; 및
    상기 결정 결과에 따라 상기 매크로 블록에 대해 상기 디블록킹 필터링을 수행하는 필터부를 포함하는 디블록킹 필터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 프레임의 헤더로부터 상기 매크로 블록의 모드 타입이 스킵 모드인지 여부를 판별하는 스킵 모드 판별부를 더 포함하는 디블록킹 필터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매크로 블록의 상기 모드 타입이 스킵 모드인 경우,
    상기 결정부는 해당 매크로 블록에 대해 상기 디블록킹 필터링을 생략하는 디블록킹 필터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추출된 파라미터 정보에 따라 상기 디블록킹 필터링을 수행하는 것으로 결정된 경우,
    상기 결정부는 상기 다수의 단위 블록들에 대한 상기 파라미터 정보에 따라 상기 디블록킹 필터링을 위한 적어도 하나의 필터 계수를 결정하는 디블록킹 필터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터 정보는 엔트로피 부호화의 수행 여부를 나타내는 CBP(Coded Block Pattern) 파라미터를 포함하는 디블록킹 필터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결정부는 상기 CBP 파라미터가 "0"의 값을 갖는 경우 상기 매크로 블록내 해당 단위 블록에 대해 상기 디블록킹 필터링을 생략하는 디블록킹 필터 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 결정부는 상기 적어도 하나의 필터 계수를 상기 매크로 블록에서 다수의 픽셀 블록들간의 짝수 번째 경계와 홀수 번째 경계로 구분하여 결정하도록 더 구성된 디블록킹 필터 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 단위 블록들은 각각 상기 다수의 픽셀 블록들을 포함하는 디블록킹 필터 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 결정부는 상기 홀수 번째 경계에 대한 상기 적어도 하나의 필터 계수를 상기 추출된 파라미터 정보에 따라 결정하는 디블록킹 필터 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터 계수는 상기 디블록킹 필터링의 강도 조절을 위한 경계 세기(Boundary Strength : BS) 값인 디블록킹 필터 장치.
  11. 영상 데이터의 블록 왜곡을 제거하는 디블록킹 필터링 방법에 있어서,
    입력된 현재 프레임의 헤더로부터 매크로 블록내 다수의 단위 블록들에 대한 파라미터 정보를 추출하는 과정;
    상기 추출된 파라미터 정보를 근거로 디블록킹 필터링을 수행할 지 여부를 결정하는 과정; 및
    상기 결정 결과에 따라 상기 매크로 블록에 대해 상기 디블록킹 필터링을 수행하는 과정을 포함하는 디블록킹 필터링 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 현재 프레임의 헤더로부터 상기 매크로 블록의 모드 타입이 스킵 모드인지 여부를 판별하는 과정; 및
    상기 매크로 블록의 상기 모드 타입이 스킵 모드인 경우 해당 매크로 블록에 대해 상기 디블록킹 필터링을 생략하는 과정을 더 포함하는 디블록킹 필터링 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 추출된 파라미터 정보에 따라 상기 디블록킹 필터링을 수행하는 것으로 결정된 경우, 상기 다수의 단위 블록들에 대한 상기 파라미터 정보에 따라 상기 디블록킹 필터링을 위한 적어도 하나의 필터 계수를 결정하는 과정을 더 포함하는 디블록킹 필터링 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 파라미터 정보는 엔트로피 부호화의 수행 여부를 나타내는 CBP(Coded Block Pattern) 파라미터를 포함하는 디블록킹 필터링 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 CBP 파라미터가 "0"의 값을 갖는 경우 상기 매크로 블록내 해당 단위 블록에 대해 상기 디블록킹 필터링을 생략하는 과정을 더 포함하는 디블록킹 필터링 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 필터 계수를 상기 매크로 블록에서 다수의 픽셀 블록들간의 짝수 번째 경계와 홀수 번째 경계로 구분하여 결정하는 과정을 더 포함하며, 상기 다수의 단위 블록들은 각각 상기 다수의 픽셀 블록들을 포함하는 디블록킹 필터링 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 홀수 번째 경계에 대한 상기 적어도 하나의 필터 계수를 상기 추출된 파라미터 정보에 따라 결정하는 과정을 더 포함하는 디블록킹 필터링 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터 계수는 상기 디블록킹 필터링의 강도 조절을 위한 경계 세기(Boundary Strength : BS) 값인 디블록킹 필터링 방법.
  19. 입력된 프레임의 잔차 영상을 복원하는 엔트로피 복호화부, 역 양자화부 및 역 DCT부를 구비하여 영상 데이터를 복호화하는 복호화 장치에 있어서,
    입력된 현재 프레임의 예측 영상을 생성하는 인터 및 인트라 예측부; 및
    현재 프레임의 헤더로부터 엔트로피 부호화의 수행 여부를 나타내는 파라미터 정보를 추출하고, 상기 예측 영상을 이용하여 복원된 현재 프레임의 복원 영상에 대해 상기 추출된 파라미터 정보에 따라 디블록킹 필터링을 선택적으로 수행하는 디블록킹 필터부를 포함하는 복호화 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 디블록킹 필터부는,
    상기 입력된 현재 프레임의 헤더로부터 매크로 블록내 다수의 단위 블록들에 대한 파라미터 정보를 추출하는 파라미터 추출부;
    상기 추출된 파라미터 정보를 근거로 상기 디블록킹 필터링을 수행할 지 여부를 결정하는 결정부; 및
    상기 결정 결과에 따라 상기 매크로 블록에 대해 디블록킹 필터링을 수행하는 필터부를 포함하는 복호화 장치.
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