KR20110058702A - 적응적 2차예측 기반 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 기록 매체 - Google Patents

적응적 2차예측 기반 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 생성한 1차잔차블록을 선택적으로 주파수변환하고 1차잔차블록 또는 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하고 제1양자화블록이 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하고 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고 제1양자화블록 또는 제2양자화블록을 비트스트림으로 부호화하고 이를 복호화하는 단계를 포함한다.

Description

적응적 2차예측 기반 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 기록 매체{Video Encoding/Decoding Method and Apparatus Based on Adaptive Second Prediction, and Recording Medium therefor}
본 발명의 실시예는 영상 데이터 압축기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적응적 주파수변환을 이용한 적응적 예측 에러 코딩(Adaptive Prediction Error Coding)을 수행함에 있어 하나 이상의 참조 블록의 움직임벡터를 이용하여 적응적으로 2차 예측을 수행하여 예측 오차를 줄이는, 적응적 2차 예측 기반 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로, 비디오 압축 기술의 발달은 영상 매체를 보다 효율적으로 사용할 수 있는 방법의 기반을 마련하였다. 특히 H.264/AVC 동영상 부호화 기술은 이전 표준에 비해 2배 정도의 압축 성능이 향상 되었다. 이 기술은 복합형 부호화 기술에 기초하여 시간 및 공간 영역에서의 부호화 단계를 제공한다. 시간적 영역에서의 부호화 단계는 참조 프레임의 이미지로부터의 움직임 보상 예측(Motion Compensated prediction)을 통해 중복성(temporal redundancy)이 감소된다. 움직임 보상 예측은 참조 프레임의 블록과 현재 부호화하고자 하는 이미지의 블록의 상관관계, 즉 움직임 벡터에 의해 결정되고 이를 통해 블록단위로 예측 이미지를 얻는다. 예측 이미지와 원본 이미지의 차로서 얻어진 예측 에러는 블록 단위로 정렬되고 주파수 영역으로 변환된 후 양자화되어, DC 값을 나타내는 계수에서부터 시작하여 지그재그 스캐닝 방식으로 스캔 된다. 지그재그 스캐닝은 계수 어레이를 생성하게 되고 후속 부호화 단계는 CABAC 이나 CAVLC를 통해 최적화될 수 있다. 하지만 블록 내의 예측 에러들이 서로 상관관계를 가질 때만, 즉 낮은 주파수 대역에 존재할 경우에만 주파수 영역으로 변환하는 DCT 변환에 의해 부호화 효율이 높다. 반면 공간 영역에서 약간만 상관되어 있는 경우 효율이 낮다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 기존의 주파수 영역에서 예측 에러(prediction error)를 부호화하는 방법에 DCT 변환을 하지 않고 공간적 영역에서 예측 에러(prediction error)를 부호화하는 방법을 추가하여, 예측 에러 신호를 주파수 영역으로 변환할 것인지, 또는 부호화를 위해 예측 에러 신호를 공간 영역에서 유지할 것인지를 적응적으로 판단하여 사용하는 방법을 제안하였다.
도 1은 종래에 적응적으로 예측 에러(prediction error)를 부호화하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 움직임 보상 예측을 통해 부호화하고자 하는 이미지의 예측 에러 신호를 얻는다(S101).
단계 S101에서 얻어진 예측 에러(prediction error)에 대하여, DCT 변환을 수행하고, 양자화를 한 후, 다시 역으로 양자화와 DCT 변환을 수행하여 왜곡(distortion)과 요구비율(rate)을 바탕으로 주파수 영역에서의 비용(RD Cost)을 구한다(S102).
단계 S101에서 얻어진 예측 에러(prediction error)에 대하여, 양자화를 수행한 후, 역으로 양자화를 수행하여 왜곡(distortion)과 요구비율(rate)을 바탕으로 공간적 영역에서의 비용(cost)을 구한다(S103).
마지막으로, 단계 S102 및 S103에서 각각 구해진 주파수 영역에서의 비용과 공간적 영역에서의 비용을 비교하여, 비용이 더 낮은 부호화 방법을 선택하여 예측 에러 신호를 부호화한다(S104).
도 1의 방법에서는 DCT 변환을 수행하지 않을 때, DCT 변환을 할 경우보다 오히려 더 효과적인 경우가 존재한다는 것을 전제로 한다.
도 1의 방법으로 예측 에러(prediction error) 신호를 부호화하는 기술은, H.264/AVC 동영상 부호화 기술과 비교해 더 높은 부호화 성능을 제공하였다. 그러나 블록 내 예측 에러 샘플이 공간 영역에서 상관성이 낮을 뿐만 아니라 큰 에러와 작은 에러들이 불규칙적으로 산재되어 있는 경우, 상기 방법 또한 효율성이 떨어진다.
본 발명의 실시예는 상술된 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적응적 주파수변환을 이용한 에러 코딩을 수행함에 있어 하나 이상의 참조 블록의 움직임벡터를 이용하여 적응적으로 2차 예측을 수행하여 예측 오차를 줄이는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화/복호화하는 장치에 있어서, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하고 상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하고 상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하고 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 비트스트림으로 부호화하는 영상 부호화기; 및 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하고 상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하고 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하고 상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 영상 복호화기를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화/복호화 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화하는 장치에 있어서, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측부; 상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하는 1차잔차블록 생성부; 상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하는 적응적 변환양자화부; 상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하는 2차잔차블록 생성부; 및 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고, 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 부호화하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 장치를 제공한다.
상기 적응적 변환양자화부는, 상기 1차잔차블록에 대하여 주파수도메인으로 부호화할지 공간도메인으로 부호화할지 여부를 적응적 결정하는 적응적변환 결정부; 상기 결정에 따라 공간도메인으로 상기 1차잔차블록을 양자화하여 제1양자화블록을 생성하는 공간도메인 양자화부; 및 상기 결정에 따라 주파수도메인으로 상기 1차잔차블록을 주파수변환 및 양자화를 수행하여 제1양자화블록을 생성하는 변환 및 양자화부를 포함할 수 있다.
상기 주파수변환의 여부 및 상기 2차예측의 여부는, 율-왜곡 비율(RD Cost)을 이용하여 결정할 수 있다.
상기 2차예측의 여부는, 이전프레임의 블록의 공간도메인 제1양자화블록와 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록 사이의 차이가 가장 작되, 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록보다 작은 경우에 선택될 수 있다.
상기 2차예측정보는, 2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 상기 2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는, 서로 결합하여 이진데이터로 생성되어 부호화될 수 있다.
상기 2차예측에 사용된 움직임벡터는, 상기 2차예측 움직임벡터 집합 중에서 최적의 것으로 선택될 수 있다.
상기 2차예측 움직임벡터 집합은, 상기 현재블록의 움직임벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 상기 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나 이상으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 복호화하는 장치에 있어서, 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하는 복호화부; 상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하는 잔차블록 복원부; 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하는 예측부; 및 상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
상기 잔차블록 복원부는, 상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "주파수도메인 부호화"를 의미하면 상기 양자화블록을 역양자화 및 역변환하고, 상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미하고 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 미수행"을 의미하면 상기 양자화블록을 역양자화하고, 상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미하고 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 수행"을 의미하면 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 복호하여 상기 2차예측 움직임벡터를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 양자화된 1차잔차블록을 복원하고 역양자화하여 잔차블록을 복원할 수 있다.
상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 상기 2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는, 서로 결합하여 이진데이터로 부호화되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 2차예측 움직임벡터는,
상기 현재블록의 움직임벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 상기 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화/복호화하는 방법에 있어서, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하고 상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하고 상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하고 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 비트스트림으로 부호화하는 영상 부호화단계; 및 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하고 상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하고 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하고 상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 영상 복호화단계를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화/복호화 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화하는 방법에 있어서, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측단계; 상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하는 1차잔차블록 생성단계; 상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하는 적응적 변환양자화단계; 상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하는 2차잔차블록 생성단계; 및 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고, 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 부호화하는 부호화단계를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하는 복호화단계; 상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하는 잔차블록 복원단계; 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하는 예측단계; 및 상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 가산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 영상의 현재 블록을 참조 블록으로부터 예측하고 부호화하고 복호화하는 데 있어서 잔차신호를 생성한 후, 적응적으로 주파수변환여부를 결정함은 물론, 공간도메인으로 부호화를 하는 경우에 기부호화된 블록의 예측에러를 이용하여 적응적으로 선택적 2차예측을 수행함으로써 생성되는 잔차신호값을 최소화함으로써 압축효율을 높이고, 이를 통해 주관적/객관적 화질을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 적응적으로 예측 에러(prediction error)를 부호화하는 방법을 나타내는 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변환양자화부를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 4는 2차예측 방법을 예시한 도면,
도 5는 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측 여부에 대한 정보 및 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보로부터 이진데이터를 생성되는 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서 후술할 영상 부호화 장치(Video Encoding Apparatus), 영상 복호화 장치(Video Decoding Apparatus)는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 무선 통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 스마트폰(Smart Phone), TV 등과 같은 사용자 단말기이거나 응용 서버와 서비스 서버 등 서버 단말기일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 부호화하거나 복호화하거나 부호화 또는 복호화를 위해 인터 또는 인트라 예측하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미할 수 있다.
또한, 영상 부호화 장치에 의해 비트스트림으로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나 케이블, 범용 직렬 버스(USB: Universal Serial Bus) 등과 같은 다양한 통신 인터페이스를 통해 영상 복호화 장치로 전송되어 영상 복호화 장치에서 복호화되어 영상으로 복원되고 재생될 수 있다.
통상적으로 동영상은 일련의 픽처(Picture)로 구성될 수 있으며, 각 픽처들은 프레임 또는 블록(Block)과 같은 소정의 영역으로 분할될 수 있다. 영상의 영역이 블록으로 분할되는 경우에는 분할된 블록은 부호화 방법에 따라 크게 인트라 블록(Intra Block), 인터 블록(Inter Block)으로 분류될 수 있다. 인트라 블록은 인트라 예측 부호화(Intra Prediction Coding) 방식을 사용하여 부호화되는 블록을 뜻하는데, 인트라 예측 부호화란 현재 부호화를 수행하는 현재 픽처 내에서 이전에 부호화되고 복호화되어 복원된 블록들의 화소를 이용하여 현재 블록의 화소를 예측함으로써 예측 블록을 생성하고 현재 블록의 화소와의 차분값을 부호화하는 방식이다. 인터 블록은 인터 예측 부호화(Inter Prediction Coding)를 사용하여 부호화되는 블록을 뜻하는데, 인터 예측 부호화란 하나 이상의 과거 픽처 또는 미래 픽처를 참조하여 현재 픽처 내의 현재 블록을 예측함으로써 예측 블록을 생성하고 현재 블록과의 차분값을 부호화하는 방식이다. 여기서, 현재 픽처를 부호화하거나 복호화하는데 참조되는 프레임을 참조 프레임(Reference Frame)이라고 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(200)는 도 1에 도시한 바와 같이, 예측부(220), 1차잔자블록생성부(230), 적응적변환양자화부(240), 2차잔차블록생성부(250), 부호화부(260), 역양자화 및 역변환부(270), 가산부(280) 및 프레임메모리(290)를 포함하여 구성될 수 있다.
입력 영상은 매크로 블록(Macro Block) 단위로 입력이 될 수 있으며, 본 발명에서, 매크로 블록은 M×N 형태일 수 있으며, M과 N이 동일하거나 다를 수 있다.
예측부(120)는 영상의 현재 블록의 움직임을 추정하고 보상하여 생성되는 움직임 보상 블록 및 움직임 벡터를 생성한다. 예측기(110)는 영상에서 부호화하고자 하는 현재 블록의 각 화소의 화소값(Pixel Value)을 예측하여 예측된 각 화소의 예측 화소값(Predicted Pixel Value)을 갖는 예측 블록(Predicted Block)을 생성한다. 여기서, 예측부(120)는 인트라 예측 또는 인터 예측을 이용하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인터 예측의 경우에는 움직임 벡터도 생성할 수 있다.
1차잔자블록생성부(230)는 부호화하고자 하는 현재블록의 화소값과 예측부(220)에서 예측한 예측블록의 화소값의 차이값을 계산하여 잔차신호로 이루어진 1차잔차블록을 생성한다.
적응적변환양자화부(240)는 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 1차잔차블록 또는 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변환양자화부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 3에서, 적응적 변환양자화부(240)는 1차잔차블록에 대하여 주파수도메인으로 부호화할지 공간도메인으로 부호화할지 여부를 적응적 결정하는 적응적변환 결정부(310), 적응적변환 결정부(310)의 결정에 따라 공간도메인으로 1차잔차블록을 양자화하여 제1양자화블록을 생성하는 공간도메인 양자화부(320) 및 적응적변환 결정부(310)의 결정에 따라 주파수도메인으로 1차잔차블록을 주파수변환 및 양자화를 수행하여 제1양자화블록을 생성하는 변환 및 양자화부(330)를 포함한다.
적응적변환 결정부(310)는 1차잔자블록생성부(230)에서 생성된 1차잔차블록에 대하여 주파수도메인으로 부호화(즉, 주파수변환 및 양자화를 통한 부호화)할지 공간도메인으로 부호화(즉, 주파수변환하지 않고 양자화만 하여 부호화)할지 여부를 율-왜곡 비율(RD cost)을 판단하여 최적의 부호화효율을 보이는 방법을 선택한다. 만일 주파수도메인에서 부호화하는 비용이 공간도메인에서 부호화하는 비용보다 작으면 주파수도메인으로 부호화하는 것으로 결정하고, 그 반대의 경우에는 공간도메인에서 부호화하는 것으로 결정한다.
공간도메인 양자화부(320)는 적응적변환 결정부(310)가 공간도메인에서 부호화하는 것을 결정한 경우 1차잔차블록을 양자화하여 제1양자화블록을 생성한다.
변환 및 양자화부(330)는 적응적변환 결정부(310)가 주파수도메인에서 부호화하는 것을 결정한 경우 1차잔차블록을 주파수 변환한 후 양자화하여 제1양자화블록을 생성한다. 여기서, 변환 및 양자화부(330)는 이산 코사인 변환(DCT: Discrete Cosine Transform, 이하 'DCT 변환'이라 칭함) 또는 웨이블릿 변환(Wavelet Transform) 등의 시간축의 화상 신호를 주파수축으로 변환하는 다양한 변환 기법을 이용하여 잔차신호를 주파수 영역으로 변환할 수 있다.
또한, 변환 및 양자화부(330)는 주파수변환이 끝난 후에 주파수 영역으로 변환된 잔차신호(즉, 주파수변환블록)를 양자화(Quantization)한다. 양자화 방식으로는 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization, 이하 'DZUTQ'라 칭함) 또는 양자화 가중치 매트릭스 (Quantization Weighted Matrix) 등과 같은 다양한 양자화 기법을 이용할 수 있다.
2차잔차블록생성부(250)는 제1양자화블록이 공간도메인 양자화부(320)에서 생성된 경우(즉, 주파수변환없이 1차잔차블록이 양자화된 경우) 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성할 수 있다. 여기서 2차예측 움직임벡터 집합은, 현재블록의 움직임벡터, 현재 블록에 대한 하나 이상의 주변 블록의 움직임 벡터, 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나 이상으로 구성될 수 있으나, 본 발명에서 사용될 수 있는 2차예측 움직임벡터 집합에 포함되는 2차예측 움직임벡터의 종류가 이에 한정되지 않고 이전에 부호화된 후 복호되어 저장된 블록의 다양한 움직임벡터를 이용하여 구할 수 있다.
도 4는 2차예측 방법을 예시한 도면이다.
도 4에 도시하듯이, 2차예측 움직임벡터 집합에 포함되는 2차예측 움직임벡터의 종류가 현재블록의 상측블록의 움직임벡터(MV1) 및 현재블록의 좌측블록의 움직임벡터(MV2)라고 가정한다. 이 경우, 2차잔차블록생성부(250)는 2차예측을 하지 않는 경우의 부호화비용과, MV1이 가리키는 위치의 이전프레임의 블록의 양자화된 예측에러(Y1')와 현재블록의 양자화된 예측에러(즉, 제1양자화블록(X))의 차이를 이용하여 부호화한 결과의 부호화비용과, MV2가 가리키는 위치의 이전프레임의 블록의 양자화된 예측에러(Y2')와 현재블록의 양자화된 예측에러(X)의 차이를 부호화한 결과의 부호화비용을 율-왜곡 비용을 이용하여 비교하여 우수한 결과를 나타내는 경우를 선택할 수 있다. 만일, MV1이 가리키는 위치의 이전프레임의 블록의 양자화된 예측에러와 현재블록의 제1양자화블록의 차이를 부호화하는 것이 더 효율적이라고 판단하는 경우에는 2차예측에러를 수행하여 제1양자화블록과 MV1이 가리키는 위치의 이전프레임의 블록의 양자화된 예측에러와의 차이를 구하여 제2양자화블록을 생성한다. 만일, 현재블록의 제1양자화블록을 부호화하는 것이 더 효율적이라고 판단하면 제2양자화블록은 생성되지 않는다. 한편, 2차예측을 수행함에 있어서 2차예측 여부 결정을 율-왜곡 비율이 가장 최적의 것을 결정하지 않고, 단순히 이전프레임의 블록의 공간도메인 제1양자화블록과 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록 사이의 차이가 가장 적은 경우로 2차예측을 수행하는 것으로 결정할 수도 있다. 물론, 이 경우 어떠한 움직임벡터가 참조하는 이전프레임의 블록의 공간도메인 제1양자화블록도 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록 보다 작은 경우가 존재하지 않으면 2차예측을 수행하지 않을 수 있다.
부호화부(260)는 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고, 또한 2차예측을 수행하지 않는 경우에는 제1양자화블록을, 2차예측을 수행하는 경우에는 제2양자화블록을 부호화한다. 부호화부(260)는 제1양자화블록 생성시 주파수변환을 하는 것으로 결정된 경우 및 제1양자화블록 생성시 주파수변환을 하지 않는 것으로 결정하되 2차예측을 수행하지 않는 경우에는 주파수변환 여부에 대한 정보를 부호화하고, 제1양자화블록 생성시 주파수변환을 하지 않는 것으로 결정하되 2차예측을 수행하는 경우에는 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측정보를 부호화한다. 여기서 2차예측정보는, 2차예측 여부에 대한 정보 및 2차예측에 사용된 움직임벡터(MV1 또는 MV2)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 5는 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측 여부에 대한 정보 및 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보로부터 이진데이터를 생성되는 예를 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측 여부에 대한 정보 및 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는, 서로 결합하여 이진데이터로 생성되어 부호화될 수 있다. 즉, 주파수도메인으로 부호화하는 것으로 결정된 경우에 발생되는 이진 데이터는 00, 공간도메인으로 부호화하되 2차예측을 수행하지 않는 경우 발생되는 이진 데이터는 01, 공간도메인으로 부호화하되 MV1을 이용하여 2차예측을 수행하는 경우 발생되는 이진 데이터는 10, 공간도메인으로 부호화하되 MV2를 이용하여 2차예측을 수행하는 경우 발생되는 이진 데이터는 11이 되도록 설정할 수 있다.
부호화부(260)는 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측정보, 제1양자화블록, 제2양자화블록 등을 비트스트림으로 부호화한다. 이러한 부호화 기술로서는 엔트로피 부호화(Entropy Encoding) 기술이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않고 다른 다양한 부호화 기술이 사용될 수도 있을 것이다.
또한, 부호화부(260)는 이와 같이 양자화된 주파수 계수들을 부호화한 비트열뿐만 아니라 부호화된 비트열을 복호화하는 데 필요한 다양한 정보들을 부호화 데이터에 포함시킬 수 있다. 즉, 부호화 데이터는 부호화된 블록 형태(CBP: Coded Block Pattern), 델타 양자화 계수(Delta Quantization Parameter) 및 양자화 주파수 계수가 부호화 된 비트열이 포함되는 필드와 예측에 필요한 정보(예를 들어, 인트라 예측의 경우 인트라 예측 모드 또는 인터 예측의 경우 움직임 벡터 등)를 위한 비트가 포함되는 필드를 포함할 수 있다.
잔차블록 복원부(270)는 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보에 따라 제1양자화블록 또는 제2양자화블록으로부터 잔차블록을 복원한다. 즉, 잔차블록 복원부(270)는 주파수변환이 이루어진 제1양자화블록의 경우는 변환 및 양자화된 잔차 블록(즉, 제1양자화블록)을 역양자화(Inverse Quantization)하고, 역변환(Inverse Transform)하여 잔차 블록을 복원(Reconstruction)한다. 여기서, 역양자화와 역변환은 변환 및 양자화부(330)가 수행한 변환 과정 및 양자화 과정을 각각 역으로 수행함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 잔차블록 복원부(270)는 변환 및 양자화부(330)로부터 발생되어 전달되는 변환 및 양자화에 관한 정보(예를 들어, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보)를 이용하여 역양자화 및 역변환을 수행할 수 있다.
또한, 잔차블록 복원부(270)는 2차예측을 수행하지 않고 공간도메인으로 부호화되는 제1양자화블록에 대하여 공간도메인 양자화부(320)의 양자화 과정을 역으로 수행하여 역양자화를 수행하여 잔차블록을 복원한다. 즉, 잔차블록 복원부(270)는 공간도메인 양자화부(320)로부터 발생되어 전달되는 양자화에 관한 정보(예를 들어, 양자화 타입에 대한 정보)를 이용하여 역양자화를 수행할 수 있다.
또한, 잔차블록 복원부(270)는 2차예측을 수행하여 발생된 제2양자화블록에 대하여 2차예측에 관련된 정보를 이용하여 2차예측의 역으로 2차예측 움직인벡터를 이용하여 양자화된 1차잔차블록을 복원하고 양자화된 1차잔차블록을 역양자화하여 1차잔차블록을 복원한다. 즉, 잔차블록 복원부(270)는 2차잔차블록생성부(250)로부터 발생되어 전달되는 양자화에 관한 정보(예를 들어, 양자화 타입에 대한 정보)를 이용하여 역양자화를 수행하여 할 수 있다.
가산부(280)는 예측부(220)에서 생성된 예측 블록과 잔차블록 복원부(270)가 복원한 1차잔차블록을 가산하여 복원된 블록을 생성한다.
프레임 메모리(290)는 가산부(280)에서 복원된 블록을 저장하여 인트라 혹은 인터 예측 수행 시 예측 블록을 생성하기 위해 참조블록으로 사용된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(600)는, 복호화부(610), 잔차블록복원부(620), 가산부(640), 예측부(650) 및 프레임메모리(670)를 포함하여 구성된다.
복호화부(610)는 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호한다.
복호화부(610)는 부호화 데이터를 복호화하여 양자화된 주파수변환블록 또는 공간도메인에서 양자화된 양자화블록뿐만 아니라 복호화에 필요한 정보들을 복호화하거나 추출할 수 있다. 복호화에 필요한 정보들은 부호화 데이터(즉, 비트스트림) 내의 부호화된 비트열을 복호화하는 데 필요한 정보들을 말하며, 예를 들어 블록 타입에 대한 정보, 현재블록의 움직임 벡터에 대한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보, 주파수변환여부, 2차예측여부, 2차예측 움직임벡터 정보 등이 될 수 있으며, 이외의 다양한 정보들이 될 수 있다.
즉, 복호화부(610)는 영상 부호화 장치(200)에 의해 부호화된 데이터인 비트스트림을 복호화하여 영상의 현재 블록에 대한 화소 정보를 포함하고 있는 양자화된 블록을 추출하고, 추출된 예측에 필요한 정보를 예측부(650)로 전달할 수 있다.
잔차블록복원부(620)는 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 복호화부(610)로부터 복호된 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원한다.
여기서 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측 여부에 대한 정보 및 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는 서로 결합하여 이진데이터로 부호화되어 비트스트림에 포함될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 잔차블록복원부(620)는 서로 결합하여 이진데이터로 부호화되어 비트스트림에 포함된 정보를 복호한다. 잔차블록복원부(620)는 주파수변환 여부에 대한 정보가 "주파수도메인 부호화"를 의미하면 양자화블록을 역양자화 및 역변환하고, 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 미수행"을 의미(이 경우, 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미함)하면 양자화블록을 역양자화하고, 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 수행"을 의미(이 경우, 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미)하면 2차예측정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 복호하여 복호된 2차예측 움직임벡터를 이용하여 복호된 양자화블록으로부터 양자화된 1차잔차블록을 복원하고 다시 이를 역양자화하여 잔차블록을 복원한다. 잔차블록복원부(620)에서 역양자화 및 역변환하거나 역양자화하는 방법은 도 2의 잔차블록 복원부(270)의 설명에서 전술하였으므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 2차예측 움직임벡터는, 현재블록의 움직임벡터, 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터, 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나일 수 있다.
예측부(650)는 블록 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 블록 타입에 따라 현재 블록의 크기와 형태를 결정하고, 예측에 필요한 정보에 의해 식별되는 현재블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 예측부(650)는 영상 부호화 장치(200)의 예측기(220)와 동일 또는 유사한 방법으로, 예측 블록을 생성할 수 있다.
가산부(640)는 잔차블록복원부(620)에 의해 복원된 잔차신호와 예측부(650)에 의해 생성된 예측 화소값을 더하여 원 화소값을 복원한다. 가산부(640)에 의해 복원된 현재 블록은 프레임 메모리(670)로 전달되어, 예측부(650)에서 다른 블록을 예측하는 데 활용될 수 있다.
프레임 메모리(670)는 복원된 영상을 저장하여 인트라 예측 블록 및 인터 예측 블록 생성을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치는 도 2의 영상 부호화 장치(200)의 비트스트림 출력단을 도 6의 영상 복호화 장치(600)의 비트스트림 입력단에 연결하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치는, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하고 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 1차잔차블록 또는 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하고 제1양자화블록이 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하고 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고 제1양자화블록 또는 제2양자화블록을 비트스트림으로 부호화하는 영상 부호화기; 및 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하고 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 복호된 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하고 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하고 복원되는 잔차블록과 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 영상 복호화기를 포함한다.
여기서 영상 부호화기는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(200)로 구현 가능하며, 영상 복호화기는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(600)로 구현 가능하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측단계(S710), 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하는 1차잔차블록 생성단계(S720), 1차잔차블록에 대하여 주파수도메인으로 부호화할지 공간도메인으로 부호화할지 여부를 적응적 결정하는 적응적변환 결정단계(S730), 상기의 결정에 따라 공간도메인으로 1차잔차블록을 양자화하여 제1양자화블록을 생성하는 공간도메인 양자화단계(S740), 상기 결정에 따라 주파수도메인으로 1차잔차블록을 주파수변환 및 양자화를 수행하여 제1양자화블록을 생성하는 변환 및 양자화단계(S750), 제1양자화블록이 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하는 2차잔차블록 생성단계(S760) 및 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고, 제1양자화블록 또는 제2양자화블록을 부호화하는 부호화단계(S770)를 포함한다.
여기서, 예측단계(S710)는 예측부(220)의 기능에, 1차잔차블록 생성단계(S720)는 1차잔차블록 생성부(230)의 기능에, 적응적변환 결정단계(S730)는 적응적변환 결정부(310)의 동작에, 공간도메인 양자화단계(S740)는 공간도메인 양자화부(320)의 동작에, 변환 및 양자화단계(S750)는 변환 및 양자화부(330)의 동작에, 2차잔차블록 생성단계(S760)는 2차잔차블록 생성부(250)의 기능에, 부호화단계(S770)는 부호화부(260)의 기능에 각각 대응되므로 상세한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하는 복호화단계(S810), 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 복호된 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하는 잔차블록 복원단계(S820), 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하는 예측단계(S830) 및 복원되는 잔차블록과 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 가산단계(S840)를 포함한다.
여기서, 복호화단계(S810)는 복호화부(610)의 동작에 대응되며, 잔차블록 복원단계(S820)는 잔차블록 복원부(620)의 동작에 대응되며, 예측단계(S830)는 예측부(650)의 동작에 대응되며, 가산단계(S840)는 가산부(640)의 동작에 대응되므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법과 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 결합하여 구현함으로써 실현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법은, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하고 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 1차잔차블록 또는 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하고 제1양자화블록이 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하고 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고 제1양자화블록 또는 제2양자화블록을 비트스트림으로 부호화하는 영상 부호화단계 및 비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하고 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하고 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하고 복원되는 잔차블록과 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 영상 복호화단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법 및 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법 및 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법 중에서 어느 하나의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 영상데이터 압축 기술 분야에 적용되어, 2영상의 현재 블록을 참조 블록으로부터 예측하고 부호화하고 복호화하는 데 있어서 잔차신호를 생성한 후, 적응적으로 주파수변환여부를 결정함은 물론, 공간도메인으로 부호화를 하는 경우에 기부호화된 블록의 예측에러를 이용하여 적응적으로 선택적 2차예측을 수행함으로써 생성되는 잔차신호값을 최소화함으로써 압축효율을 높이고, 이를 통해 주관적/객관적 화질을 향상시키는 효과를 갖는 매우 유용한 발명이다.

Claims (27)

  1. 영상을 부호화/복호화하는 장치에 있어서,
    현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하고 상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하고 상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하고 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 비트스트림으로 부호화하는 영상 부호화기; 및
    비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하고 상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하고 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하고 상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 영상 복호화기
    를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화/복호화 장치.
  2. 영상을 부호화하는 장치에 있어서,
    현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측부;
    상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하는 1차잔차블록 생성부;
    상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하는 적응적 변환양자화부;
    상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하는 2차잔차블록 생성부; 및
    주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고, 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 부호화하는 부호화부
    를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 적응적 변환양자화부는,
    상기 1차잔차블록에 대하여 주파수도메인으로 부호화할지 공간도메인으로 부호화할지 여부를 적응적 결정하는 적응적변환 결정부;
    상기 결정에 따라 공간도메인으로 상기 1차잔차블록을 양자화하여 제1양자화블록을 생성하는 공간도메인 양자화부; 및
    상기 결정에 따라 주파수도메인으로 상기 1차잔차블록을 주파수변환 및 양자화를 수행하여 제1양자화블록을 생성하는 변환 및 양자화부
    를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 주파수변환의 여부 및 상기 2차예측의 여부는,
    율-왜곡 비율을 이용하여 결정하는 것을 특징으로 영상 부호화 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 2차예측의 여부는,
    이전프레임의 블록의 공간도메인 제1양자화블록와 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록 사이의 차이가 가장 작되, 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록보다 작은 경우에 선택되는 것을 특징으로 영상 부호화 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 2차예측정보는,
    2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 상기 2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는,
    서로 결합하여 이진데이터로 생성되어 부호화된 것을 특징으로 영상 부호화 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 2차예측에 사용된 움직임벡터는,
    상기 2차예측 움직임벡터 집합 중에서 최적의 것으로 선택된 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 2차예측 움직임벡터 집합은,
    상기 현재블록의 움직임벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 상기 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  10. 영상을 복호화하는 장치에 있어서,
    비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하는 복호화부;
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하는 잔차블록 복원부;
    현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하는 예측부; 및
    상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 가산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 잔차블록 복원부는,
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "주파수도메인 부호화"를 의미하면 상기 양자화블록을 역양자화 및 역변환하고, 상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미하고 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 미수행"을 의미하면 상기 양자화블록을 역양자화하고, 상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미하고 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 수행"을 의미하면 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 복호하여 상기 2차예측 움직임벡터를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 양자화된 1차잔차블록을 복원하고 역양자화하여 잔차블록을 복원하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 상기 2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는,
    서로 결합하여 이진데이터로 부호화되어 상기 비트스트림에 포함된 것을 특징으로 영상 복호화 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 2차예측 움직임벡터는,
    상기 현재블록의 움직임벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 상기 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  14. 영상을 부호화/복호화하는 방법에 있어서,
    현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하고 상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하고 상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하고 주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 비트스트림으로 부호화하는 영상 부호화단계; 및
    비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하고 상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하고 현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하고 상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 영상 복호화단계
    를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화/복호화 방법.
  15. 영상을 부호화하는 방법에 있어서,
    현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측단계;
    상기 현재 블록에서 상기 예측 블록을 감산하여 1차잔차블록을 생성하는 1차잔차블록 생성단계;
    상기 1차잔차블록에 대하여 선택적으로 주파수변환하고 상기 1차잔차블록 또는 상기 주파수변환된 1차잔차블록에 대한 제1양자화블록을 생성하는 적응적 변환양자화단계;
    상기 제1양자화블록이 상기 1차잔차블록을 양자화한 블록인 경우, 상기 양자화된 1차잔차블록에 대하여 2차예측 움직임벡터 집합을 이용하여 선택적으로 2차예측을 수행하여 제2양자화블록을 생성하는 2차잔차블록 생성단계; 및
    주파수변환 여부에 대한 정보와 선택적으로 2차예측정보를 부호화하고, 상기 제1양자화블록 또는 상기 제2양자화블록을 부호화하는 부호화단계
    를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 적응적 변환양자화단계는,
    상기 1차잔차블록에 대하여 주파수도메인으로 부호화할지 공간도메인으로 부호화할지 여부를 적응적 결정하는 적응적변환 결정단계;
    상기 결정에 따라 공간도메인으로 상기 1차잔차블록을 양자화하여 제1양자화블록을 생성하는 공간도메인 양자화단계; 및
    상기 결정에 따라 주파수도메인으로 상기 1차잔차블록을 주파수변환 및 양자화를 수행하여 제1양자화블록을 생성하는 변환 및 양자화단계
    를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 주파수변환의 여부 및 상기 2차예측의 여부는,
    율-왜곡 비율을 이용하여 결정하는 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 2차예측의 여부는,
    이전프레임의 블록의 공간도메인 제1양자화블록와 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록 사이의 차이가 가장 작되, 현재블록의 공간도메인 제1양자화블록보다 작은 경우에 선택되는 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 2차예측정보는,
    2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 상기 2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는,
    서로 결합하여 이진데이터로 생성되어 부호화된 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 2차예측에 사용된 움직임벡터는,
    상기 2차예측 움직임벡터 집합 중에서 최적의 것으로 선택된 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  22. 제 15항에 있어서,
    상기 2차예측 움직임벡터 집합은,
    상기 현재블록의 움직임벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 상기 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  23. 영상을 복호화하는 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 양자화블록 및 주파수변환 여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보를 복호하는 복호화단계;
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측여부에 대한 정보 및 2차예측에 관련된 정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 잔차블록을 복원하는 잔차블록 복원단계;
    현재 블록을 예측하여 예측블록을 생성하는 예측단계; 및
    상기 복원되는 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원하는 가산단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 잔차블록 복원단계는,
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "주파수도메인 부호화"를 의미하면 상기 양자화블록을 역양자화 및 역변환하고, 상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미하고 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 미수행"을 의미하면 상기 양자화블록을 역양자화하고, 상기 주파수변환 여부에 대한 정보가 "공간도메인 부호화"를 의미하고 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 여부에 대한 정보가 "2차예측 수행"을 의미하면 상기 2차예측정보에 포함된 2차예측 움직임벡터에 대한 정보를 복호하여 상기 2차예측 움직임벡터를 이용하여 상기 양자화블록으로부터 양자화된 1차잔차블록을 복원하고 역양자화하여 잔차블록을 복원하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 주파수변환 여부에 대한 정보, 상기 2차예측 여부에 대한 정보 및 상기 2차예측에 사용된 움직임벡터에 대한 정보는,
    서로 결합하여 이진데이터로 부호화되어 상기 비트스트림에 포함된 것을 특징으로 영상 복호화 방법.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 2차예측 움직임벡터는,
    상기 현재블록의 움직임벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터, 상기 현재 블록에 대한 주변 블록의 움직임 벡터의 평균, 상기 현재 블록의 위치와 동일한 위치의 이전 프레임의 움직임 벡터 및 최대 확률 움직임 벡터 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항의 방법이 프로그램으로 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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