KR20110067648A - 영상 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치 Download PDF

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Abstract

영상의 품질을 유지하면서 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치가 개시된다. 영상 복호화 방법은 N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 N번째 픽처보다 시간적으로 앞선 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 잔여값과 잔여값에 기초하여 결정된 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계와, 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계와, 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 잔여값을 획득하는 단계와, 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계 및 결정된 참조 블록의 인접 화소와 잔여값을 연산한 결과에 화면내 예측 모드를 적용하여 현재 블록을 복원하는 단계를 포함한다. 따라서, 영상의 부호화 효율을 향상시킬 수 있고, 특히 HD급 이상의 높은 해상도를 가지는 영상에 적용할 경우 부호화 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
부호화, 복호화, 마크로 블록, 확장, 화면간 예측, 화면내 예측

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치{Method For Encoding/Decoding Image And Apparatus For Performing The Same}
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 HD(High Definition)급 이상의 높은 해상도를 가지는 영상에서 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 영상 압축 방법에서는 하나의 픽처(picture)를 소정 크기를 가지는 복수의 블록(block)으로 구분하여 부호화를 수행한다. 또한, 압축 효율을 높이기 위해 픽쳐들의 중복도를 제거하는 화면간 예측(inter prediction) 및 화면내 예측(intra prediction) 기술을 이용한다.
화면간 예측을 이용해 영상을 부호화하는 방법은 픽처들 사이의 시간적인 중복성(spatial redundancy)을 제거하여 영상을 압축하는 방법으로서 대표적으로 움직임 보상 예측 부호화 방법이 있다.
움직임 보상 예측 부호화는 현재 부호화되는 픽처의 앞 및/또는 뒤에 위치하는 적어도 하나의 참조 픽처에서 현재 부호화되는 블록과 유사한 영역을 검색하여 움직임 벡터(MV: Motion Vector)를 생성하고, 생성된 움직임 벡터를 이용하여 움직 임 보상을 수행하여 얻어지는 예측 블록과 현재 블록의 잔여값(residue)을 DCT(Discrete Cosine Transform)변환하고 양자화한 후 엔트로피 부호화하여 전송한다.
일반적으로 움직임 보상 예측에 사용되는 매크로 블록은 16×16, 8×16, 8×8 픽셀 등의 다양한 크기를 가지는 블록이 사용되고, 변환 및 양자화에는 8×8 또는 4×4 픽셀 크기를 가지는 블록이 사용된다.
움직임 보상 예측 부호화 방법은 예측 움직임 벡터가 부호화할 현재 블록의 움직임을 정확하게 예측하지 못하는 경우에는 예측 블록과 현재 블록의 잔여값이 커지게 되어 부호화 효율이 감소된다. 따라서, 움직임 벡터를 보다 정확하게 생성하여 예측 블록과 현재 블록의 잔여값을 작게 만들 수 있는 움직임 벡터 추정 방법이 요구된다.
화면내 예측은 하나의 픽쳐 내에서 블록간의 화소 상관도를 이용하여 공간적 중복성(spatial redundancy)을 제거하여 영상을 압축하는 방법으로, 부호화할 현재 블록과 인접한 부호화된 화소들로부터 현재 블록의 예측값을 생성한 후 생성된 예측값과 현재 블록의 화소의 잔여값을 압축하는 방식이다.
일반적으로 화면내 예측에 사용되는 블록의 크기는 4×4, 8×8 또는 16×16 픽셀이다.
상술한 바와 같은 종래의 블록 기반 예측 기술은 일반적으로 화면간 예측 방법과 화면내 예측 방법 중에서 부호화 효율이 우수한 하나의 예측 방법을 선택하여 사용하다. 즉, 종래의 블록 기반 예측 기술은 부호화할 영상이 가지는 시간적 중복 및 공간적 중복 중에서 부호화 효율이 더 우수한 하나의 중복만을 제거하여 부호화한다. 그러나, 화면간 예측 또는 화면내 예측 중 어느 하나의 예측 방법을 사용하여 영상의 중복을 제거한다 하더라고 여전히 다른 하나의 중복은 존재하기 때문에 부호화 효율이 크게 향상되지 않는 문제점이 있다.
예를 들어, 종래의 블록 기반 예측 기술은 시간적 중복 및 공간적 중복 특성을 모두 포함하는 영상에 대해서는 효과적인 부호화 효율을 얻을 수 없다.
또한, 상술한 바와 같은 블록 기반 예측 기술은 HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도 영상의 부호화에는 적합하지 않은 단점이 있다.
부호화되는 영상의 해상도가 낮은 소화면의 경우에는 작은 크기를 가지는 블록을 사용하여 움직임 예측 및 보상을 수행하는 것이 움직임 예측 정확도 및 비트율 측면에서 효과적일 수 있으나, 해상도가 높은 대화면의 영상에 대해서 16×16 이하의 크기를 가지는 블록 단위로 움직임 예측 및 보상을 수행하게 되면, 하나의 픽처에 포함된 블록의 개수가 기하급수적으로 증가하게 되어 부호화 처리 부하가 증가할 뿐만 아니라 압축된 데이터량도 증가하게 되어 전송 비트율(bit rate)이 높아지게 된다.
또한, 영상의 해상도가 높을수록 거의 디테일이 없거나 편차가 없는 영역들도 넓어지기 때문에 종래의 부호화 방법처럼 16×16 픽셀 크기를 가지는 블록을 이용하여 움직임 예측 및 보상을 수행할 경우 부호화 잡음이 증가하게 된다.
본 발명의 제1 목적은 영상의 품질을 유지하면서 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상의 부호화 및 복호화 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 영상의 품질을 유지하면서 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상의 부호화 및 복호화 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 방법은, N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 앞선 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계와, 상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계 및 결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함한다. 상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계는, 상기 움직임 벡터를 이용하여 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록을 포함하는 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록의 참조 마크로 블록을 결정하는 단계 및 상기 현재 마크로 블록내에 포함된 상기 현재 블록의 위치에 기초하여 상기 참조 마크로 블록내에 포 함된 상기 참조 블록을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록은 32×32 픽셀 이상의 크기를 가지고, 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록은 4×4 픽셀 및 8×8 픽셀 중 어느 하나의 크기를 가질 수 있다.
또한, 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 영상 복호화 방법은, N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 늦은 N+1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계와, 상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계 및 결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함한다.
또한, 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 영상 복호화 방법은, N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 빠른 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 순방향 잔여값 및 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 늦은 N+1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 역방향 잔여값에 기초하여 결정된 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계와, 상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계 및 결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함한다.
또한, 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 영상 복호화 방법은, N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 빠른 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 제1 잔여값 및 상기 N-1번째 픽처보다 시간적으로 더 빠른 N-2번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 제2 잔여값에 기초하여 결정된 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계와, 상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계와, 상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계 및 결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함한다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 장치는 N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 적어도 하나의 참조 픽쳐내의 참조 블록의 인접화소 사이의 잔여값 및 상기 잔여값에 기초하여 결정된 화면내 예측 모드가 부호화된 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 생성하는 엔트로피 복호화부와, 엔트로피 복호화된 정보로부터 블록 크기 및 참조 픽처 정보를 획득하는 복호화 제어부와, 상기 양자화된 잔여값을 역양자화는 역양자화부와, 역양자화된 잔여값을 역변환하는 역변환부 및 상기 움직임 벡터 및 상기 참조 픽처 정보에 기초하여 복호화할 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록를 결정하고, 결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 후 상기 화면내 예측 모드를 연산한 결과에 적용하여 현재 블록을 복원하는 예측부를 포함한다.
상술한 바와 같은 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치에 따르면, 부호화될 N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소와 N-2, N-1, N+1 및 N+2번째 참조 픽처 중 적어도 하나의 참조 픽처내에 포함된 제2 크기를 가지는 참조 블록의 인접 화소 사이의 잔여값을 획득하고, 획득한 잔여값을 이용하여 화면내 예측 모드를 결정한 후 잔여값을 변환 및 양자화한 후 엔트로피 부호화하여 전송한다. 또한, 블록 크기 정보 및 참조 픽처 정보 등과 같은 헤더 정보도 엔트로피 부호화하여 전송함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 부호화/복호화 방법은 32×32 픽셀 이상의 크기를 가지는 확장 마크로 블록 단위의 부호화/복호화 방법에 적용됨으로써 울트라 HD(Ultra High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 대화면 영상의 부호화/복호화 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접 속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 2는 도 1에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 영상 부호화 장치는 부호화할 현재 픽처인 N번째 픽처에 포함된 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록에 대한 참조 마크로 블록을 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 앞에 위치한 N-1번째 픽처에서 결정한 후 움직임 벡터를 생성한다(단계 110).
상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록은 16×16 픽셀 이하의 크기를 가지거나, 32×32 픽셀 또는 64×64 픽셀 이상의 크기를 가지는 확장 매크로 블록이 될 수 있다. 상기 확장 마크로 블록은 울트라 HD(Ultra High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도에 적합하도록 32×32 픽셀 이상의 크기, 즉 64×64 픽셀, 128×128 픽셀 및 그 이상의 크기를 가질 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록을 제2 크기를 가지는 복수의 현재 블록으로 분할 하고, 분할된 각 현재 블록에 대해 화면간 예측 및 화면내 예측을 수행한다.
구체적으로 영상 부호화 장치는 먼저 상기 현재 마크로 블록내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소와 N-1번째 픽처의 참조 마크로 블록에서 상기 현재 블록과 대응되는 위치에 있는 참조 블록의 대응되는 인접 화소간의 차이를 구하여 인접 화소간의 잔여값을 획득한다(단계 120).
상기 제2 크기를 가지는 현재 블록은 예를 들어 4×4 픽셀 또는 8×8 픽셀 크기로 구성될 수 있고, 현재 마크로 블록의 크기에 따라 결정될 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 단계 120에서 획득한 인접 화소간의 잔여값을 이용하여 현재 블록의 화면내 예측 모드를 결정한다(단계 130). 여기서, 영상 부호화 장치는 H.264/AVC 표준안에 따른 4×4 블록의 화면내 예측 모드인 수직(Vertical) 모드(모드 0), 수평(Horizontal) 모드(모드 1), 평균값 모드(모드 2), 대각선 왼쪽(Diagonal Down-left) 모드(모드 3), 대각선 오른쪽(Diagonal Down-right) 모드(모드 4), 수직 오른쪽(Vertical right) 모드(모드 5), 수평 아래쪽(Horizontal-down) 모드(모드 6), 수직 왼쪽(Vertical left) 모드(모드 7) 및 수평 위쪽(Horizontal-up) 모드(모드 8) 중 어느 하나의 모드를 화면내 예측 모드로 결정할 수도 있고, 상기 9가지의 서로 다른 모드를 각각 적용하여 예측값을 생성한 후 부호화 효율을 고려하여 화면내 예측 모드를 결정할 수도 있다. 또는, 상술한 바와 같은 H.264/AVC 표준안에 따른 4×4 블록의 화면내 예측 모드들이 아닌 4×4 픽셀 크기 이상의 블록에 대한 다양한 화면간 예측 모드들 중에서 어느 하나의 모드를 화면내 예측 모드로 결정할 수도 있다.
예를 들어, 영상 부호화 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 N번째 픽처(210)내의 제2 크기를 가지는 현재 블록(211)의 인접한 화소들(213)과 N-1번째 픽처(230) 내의 제2 크기를 가지는 참조 블록(231)의 인접한 화소들(233) 사이의 차이를 산출하여 각각의 대응되는 화소들 사이의 잔여값을 획득한 후, 획득한 잔여값에 대해 다양한 화면내 예측 모드를 적용하고 그 결과의 부호화 효율을 고려하여 가장 최적인 화면내 예측 모드를 결정할 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 상기 단계 120의 실행을 통해 획득한 잔여값을 변 환(Transform)한 후(단계 140), 변환된 데이터(예를 들면, DCT 계수)에 대한 양자화를 수행한다(단계 150).
그리고, 양자화가 수행된 데이터와 상기 제1 크기(즉, 현재 마크로 블록의 크기), 상기 제2 크기(즉, 현재 블록의 크기), 움직임 벡터, 화면내 예측 모드 정보, 참조 픽처 정보 등에 대해 엔트로피 부호화를 수행하여 비트 스트림을 생성한다(단계 160).
여기서, 부호화 효율을 더욱 향상시키기 위해 상기 움직임 벡터를 부호화하는 대신, 예측 움직임 벡터를 생성한 후 움직임 벡터와 예측 움직임 벡터의 잔여값을 엔트로피 부호화할 수도 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은 각 마크로 블록내에 포함된 모든 블록들에 대해 수행되며, 각 마크로 블록에서 분할된 복수의 현재 블록에 대한 부호화 순서는 미리 결정된 순서에 따르고, 복호화 과정에서도 상기 미리 결정된 순서와 동일한 순서에 따라 현재 마크로 블록에 포함된 각각의 현재 블록이 복호화된다.
또한, 도 1에 도시된 영상 부호화 방법에서 현재 마크로 블록내에 화면간 예측이 수행되는 소정의 현재 블록의 왼쪽 및 위쪽에 이미 부호화된 현재 블록이 존재하는 경우에는 상기 소정의 현재 블록의 좌측 및 위쪽에 인접한 화소 정보를 알 수 있기 때문에 상기 단계 120의 실행을 통해 획득한 잔여값을 복호화측으로 제공하지 않도록 구성될 수도 있다.
또한, 도 1에 도시된 영상 부호화 방법에서는 현재 마크로 블록내의 현재 블 록의 인접 화소와 참조 블록의 인접 화소간의 잔여값을 이용하여 화면내 예측을 수행하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 현재 마크로 블록에 대한 움직임 벡터를 이용하여 예측 마크로 블록을 생성한 후 생성된 예측 마크로 블록과 현재 마크로 블록의 잔여값에 대해 도 1의 단계 120 내지 단계 130에 기술된 화면내 예측을 수행하도록 구성될 수도 있다.
이하의 본 발명의 실시예들에서, 영상의 부호화 처리는 부호화 제어부(미도시) 또는 복호화 제어부(미도시)에 의해 결정되는 마크로 블록 크기 및 각 마크로 블록에 포함된 현재 블록 크기에 따라 이루어질 수 있으며, 상술한 바와 같이 예측, 변환(transform), 양자화에 모두 적용될 수도 있지만, 예측, 변환 또는 양자화 중의 적어도 하나에만 적용될 수도 있다. 또한, 상기와 같은 부호화 처리는 이하의 본 발명의 실시예들의 복호화 처리시에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4는 도 3에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 영상 부호화 장치는 부호화할 현재 픽처인 N번째 픽처에 포함된 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록에 대한 참조 마크로 블록을 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 뒤에 위치한 N+1번째 픽처에서 결정한 후 움직임 벡터를 생성한다(단계 111).
상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록은 16×16 픽셀 이하의 크기를 가지거나, 32×32 픽셀 또는 64×64 픽셀 이상의 크기를 가지는 확장 매크로 블록이 될 수 있다. 상기 확장 마크로 블록은 울트라 HD(Ultra High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도에 적합하도록 32×32 픽셀 이상의 크기, 즉 64×64 픽셀, 128×128 픽셀 및 그 이상의 크기를 가질 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 N번째 픽처에서 상기 현재 마크로 블록내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소와 N+1번째 픽처의 참조 마크로 블록에서 상기 현재 블록과 대응되는 위치에 있는 참조 블록의 대응되는 인접 화소간의 차이를 구하여 인접 화소간의 잔여값을 획득한다(단계 121).
상기 제2 크기를 가지는 현재 블록은 예를 들어 4×4 픽셀 또는 8×8 픽셀 크기로 구성될 수 있고, 현재 마크로 블록의 크기에 따라 결정될 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 단계 121에서 획득한 인접 화소간의 잔여값을 이용하여 현재 블록의 화면내 예측 모드를 결정한 후(단계 130), 상기 단계 121의 실행을 통해 획득한 잔여값을 변환(단계 140) 및 양자화(단계 150)하고, 양자화가 수행된 데이터와 상기 제1 크기(즉, 현재 마크로 블록의 크기), 상기 제2 크기(즉, 현재 블록의 크기), 움직임 벡터, 화면내 예측 모드 정보, 참조 픽처 정보 등에 대해 엔트로피 부호화를 수행하여 비트 스트림을 생성한다(단계 160).
도 3에 도시한 단계 130 내지 단계 160은 동일한 부호를 가지는 도 1의 단계와 동일한 방법으로 실행되므로 상세한 설명을 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예 따른 영상 부호화 방법은 N번째 픽처(210)내의 제2 크기를 가지는 현재 블록(211)의 인접한 화소들(213)과 N+1번째 픽처(430) 내의 제2 크기를 가지는 참조 블록(431)의 인접한 화소들(433) 사이의 차이를 산출하여 각각의 대응되는 화소들 사이의 잔여값을 획득한 후, 획득한 잔여값에 대해 다양한 화면내 예측 모드를 적용하고 그 결과의 부호화 효율을 고려하여 가장 최적인 화면내 예측 모드를 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 6은 도 5에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 영상 부호화 장치는 부호화할 현재 픽처인 N번째 픽처에 포함된 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록에 대한 참조 마크로 블록을 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 앞에 위치한 N-1번째 픽처에서 결정하여 순방향 움직임 벡터를 생성하고, 동시에 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 뒤에 위치한 N+1번째 픽처에서 참조 마크로 블록을 결정하여 역방향 움직임 벡터를 생성한다(단계 112).
상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록은 16×16 픽셀 이하의 크기를 가지거나, 32×32 픽셀 또는 64×64 픽셀 이상의 크기를 가지는 확장 매크로 블록이 될 수 있다. 상기 확장 마크로 블록은 울트라 HD(Ultra High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도에 적합하도록 32×32 픽셀 이상의 크기, 즉 64×64 픽셀, 128×128 픽셀 및 그 이상의 크기를 가질 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 N번째 픽처에서 상기 현재 마크로 블록내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소와 N-1번째 픽처의 참조 마크로 블록에서 생성된 상가 현재 블록과 대응되는 위치에 있는 참조 블록의 대응되는 인접 화소간의 차이를 구하여 인접 화소간의 순방향 잔여값을 획득하고, N+1번째 픽처의 참조 마크로 블록에서 상기 현재 블록과 대응되는 위치에 있는 참조 블록의 대응되는 인접 화소간의 차이를 구하여 인접 화소간의 역방향 잔여값을 획득한 후 상기 순방향 잔여값과 상기 역방향 잔여값의 평균을 최종 잔여값으로 획득한다(단계 122).
상기 제2 크기를 가지는 현재 블록은 예를 들어 4×4 픽셀 또는 8×8 픽셀 크기로 구성될 수 있고, 현재 마크로 블록의 크기에 따라 결정될 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 단계 122에서 획득한 인접 화소간의 잔여값을 이용하여 현재 블록의 화면내 예측 모드를 결정한 후(단계 130), 상기 단계 122의 실행을 통해 획득한 최종 잔여값을 변환(단계 140) 및 양자화(단계 150)하고, 양자화가 수행된 데이터와 상기 제1 크기(즉, 현재 마크로 블록의 크기), 상기 제2 크기(즉, 현재 블록의 크기), 순방향 움직임 벡터, 역방향 움직임 벡터, 화면내 예측 모드 정보, 참조 픽처 정보 등에 대해 엔트로피 부호화를 수행하여 비트 스트림을 생성한다(단계 160).
도 5에 도시한 단계 130 내지 단계 160은 동일한 부호를 가지는 도 1의 단계와 동일한 방법으로 실행되므로 상세한 설명을 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예 따른 영상 부호화 방법은 N번째 픽처(210)내의 제2 크기를 가지는 현재 블록(211)의 인접한 화소들(213)과 N-1번째 픽처(230) 내의 제2 크기를 가지는 참조 블록(231)의 인접한 화소들(433) 사이의 차이를 산출하여 순방향 잔여값을 획득하고, 동시에 N번째 픽처(210)내의 제2 크기를 가지는 현재 블록(211)의 인접한 화소들(213)과 N+1 번째 픽처(430)내의 제 2 크기를 가지는 참조 블록(431)의 인접한 화소들(433) 사이의 차이를 산출하여 역방향 잔여값을 획득한 후 순방향 잔여값과 역방향 잔여값의 평균값을 최종 잔여값으로 획득하고, 획득한 잔여값에 대해 다양한 화면내 예측 모드를 적용하고 그 결과의 부호화 효율을 고려하여 가장 최적인 화면내 예측 모드를 결정할 수 있다. 여기서, 최종 잔여값은 순방향 잔여값 및 역방향 잔여값 중 더 작은 값을 가지는 잔여값으로 결정될 수도 있다.
도 5 및 도 6에서는 영상 부호화 장치가 N-1번째 픽처 및 N+1번째 픽처를 참조하여 현재 블록의 인접 화소와 참조 블록의 인접 화소간의 잔여값을 획득하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 영상 부호화 장치가 N-1번째 픽처보다 시간적으로 더 앞에 위치하는 N-2번째 픽처와 N+1번째 픽처보다 시간적으로 더 뒤에 위치하는 N+2번째 픽처를 더 참조하여 인접 화소간의 잔여값을 획득하도록 구성될 수도 있다.
즉, 영상 부호화 장치는 N-2, N-1, N+1 및 N+2번째 픽처를 참조하여 화면간 예측 및 화면내 예측을 수행할 수 있다.
또한, 영상 부호화 장치는 N-2, N-1, N, N+1 및 N+2 번째 픽처를 버퍼링(buffering)한 후, 시간의 순서에 따른 픽처간의 시간적 주파수 특성 또는 시간적 주파수 특성의 변화 정도를 고려하고 이에 기초하여 화면간 예측 및 화면내 예측에 사용되는 현재 마크로 블록 및 현재 블록의 크기를 결정할 수 있다.
즉, 영상 부호화 장치는 버퍼링된 N-2, N-1, N, N+1 및 N+2번째 픽처에 대해 시간적으로 인접한 두 픽처(예를 들면, n-1 및 n번째 픽처)의 변화량을 검출하고 검출된 변화량을 미리 설정된 적어도 하나의 기준값과 비교한 후, 비교 결과에 따라 화면간 예측 및 화면내 예측에 사용될 블록의 크기를 각각 결정할 수 있다.
예를 들어, 영상 부호화 장치는 시간적으로 서로 인접한 픽처간의 검출된 변화량이 제1 기준값 미만인 경우에는 제1 크기를 가지는 마크로 블록의 크기를 64×64 픽셀로 결정하고, 제2 크기를 가지는 블록의 크기를 8×8 픽셀로 결정하고, 상기 검출된 변화량이 제1 기준값 이상 제2 기준값 미만인 경우에는 마크로 블록의 크기를 32×32 픽셀로 결정하고 블록의 크기를 4×4 픽셀로 결정하며, 상기 검출된 변화량이 제2 기준값 이상인 경우에는 제1 크기를 가지는 마크로 블록의 크기를 16×16 픽셀 이하의 크기로 결정하고, 제2 크기를 가지는 블록의 크기를 4×4 픽셀로 결정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 8은 도 7에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 영상 부호화 장치는 부호화할 현재 픽처인 N번째 픽처에 포함된 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록에 대한 참조 마크로 블록을 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 앞에 위치한 N-1번째 픽처에서 결정하여 제1 움직임 벡터를 생성하고, 동시에 상기 N-1번째 픽처보다 시간적으로 더 앞에 위치한 N-2번째 픽처에서 참조 마크로 블록을 결정하여 제2 움직임 벡터를 생성한다(단계 113).
상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록은 16×16 픽셀 이하의 크기를 가지거나, 32×32 픽셀 또는 64×64 픽셀 이상의 크기를 가지는 확장 매크로 블록이 될 수 있다. 상기 확장 마크로 블록은 울트라 HD(Ultra High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도에 적합하도록 32×32 픽셀 이상의 크기, 즉 64×64 픽셀, 128×128 픽셀 및 그 이상의 크기를 가질 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 N번째 픽처에서 상기 현재 마크로 블록내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소와 N-1번째 픽처의 참조 마크로 블록에서 생성된 상기 현재 블록과 대응되는 위치에 있는 참조 블록의 대응되는 인접 화소간의 차이를 구하여 인접 화소간의 제1 잔여값을 획득하고, N-2번째 픽처의 참조 마크로 블록에서 상기 현재 블록과 대응되는 위치에 있는 참조 블록의 대응되는 인접 화소간의 차이를 구하여 인접 화소간의 제2 잔여값을 획득한 후 상기 제1 잔여값과 상기 제2 잔여값에 기초하여 최종 잔여값을 획득한다(단계 123).
여기서, 상기 최종 잔여값은 상기 제1 잔여값과 상기 제2 잔여값의 평균값으로 결정될 수도 있고, 상기 제1 잔여값과 상기 제2 잔여값 중 더 작은 잔여값으로 결정될 수도 있다. 또한, 현재 픽처로부터 시간적으로 떨어진 위치 차이에 따라 가중치를 차등 적용하여 결정될 수도 있다.
상기 제2 크기를 가지는 현재 블록은 예를 들어 4×4 픽셀 또는 8×8 픽셀 크기로 구성될 수 있고, 현재 마크로 블록의 크기에 따라 결정될 수 있다.
이후, 영상 부호화 장치는 단계 123에서 획득한 인접 화소간의 최종 잔여값을 이용하여 현재 블록의 화면내 예측 모드를 결정한 후(단계 130), 상기 단계 123의 실행을 통해 획득한 최종 잔여값을 변환(단계 140) 및 양자화(단계 150)하고, 양자화가 수행된 데이터와 상기 제1 크기(즉, 현재 마크로 블록의 크기), 상기 제2 크기(즉, 현재 블록의 크기), 제1 움직임 벡터, 제2 움직임 벡터, 화면내 예측 모드 정보, 참조 픽처 정보 등에 대해 엔트로피 부호화를 수행하여 비트 스트림을 생성한다(단계 160).
도 7에 도시한 단계 130 내지 단계 160은 동일한 부호를 가지는 도 1의 단계와 동일한 방법으로 실행되므로 상세한 설명을 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예 따른 영상 부호화 방법은 N번째 픽처(210)내의 제2 크기를 가지는 현재 블록(211)의 인접한 화소들(213)과 N-1번째 픽처(230) 내의 제2 크기를 가지는 참조 블록(231)의 인접한 화소들(433) 사이의 차이를 산출하여 제1 잔여값을 획득하고, 동시에 N번째 픽처(210)내의 제2 크기를 가지는 현재 블록(211)의 인접한 화소들(213)과 N-2번째 픽처(830)내의 제2 크기를 가지는 참조 블록(831)의 인접한 화소들(833) 사이의 차이를 산출하여 제2 잔여값을 획득한 후 제1 잔여값과 제2 잔여값의 평균값을 최종 잔여값으로 획득하고, 획득한 잔여값에 대해 다양한 화면내 예측 모드를 적용하고 그 결과의 부호화 효율을 고려하여 가장 최적인 화면내 예측 모드를 결정할 수 있다. 여기서, 최종 잔여값은 순방향 잔여값 및 역방향 잔여값 중 더 작은 값을 가지는 잔여값으로 결정될 수도 있고, 현재 픽처로부터 시간적으로 떨어진 위치 차이에 따라 가중치를 적용하여 결정될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 영상 복호화 장치는 부호화된 비트 스트림을 제공받고(단계 910), 제공받은 비트 스트림을 엔트로피 복호화한다(단계 920). 여기서, 엔트로피 복호화된 정보는 예를 들어, 마크로 블록의 움직임 벡터(또는 움직임 벡터의 잔여값), 화면내 예측 모드, 마크로 블록의 크기(즉, 제1 크기), 마크로 블록 내의 현재 블록 크기(즉, 제2 크기) 정보, 참조 픽처 정보 등을 포함할 수 있고, 상술한 영상 부호화 방법의 실시예에 따라 포함되는 정보가 다를 수 있다.
또한, 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화된 정보에 대해 역양자화 및 역변환을 수행하여 현재 블록의 인접 화소와 참조 블록의 인접 화소간의 잔여값을 획득한다(단계 930).
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화를 통해 획득한 마크로 블록의 크기, 마크로 블록내의 현재 블록의 크기, 참조 픽처 정보와 현재 마크로 블록의 움직임 벡터 정보를 이용하여 참조 픽처에서 제1 크기를 가지는 참조 마크로 블록 및 상기 참조 마크로 블록내의 제2 크기를 가지는 참조 블록을 결정하고(단계 940), 부호화할 현재 블록과 대응되는 상기 참조 블록의 인접 화소 정보를 획득한다(단계 950).
이후, 영상 복호화 장치는 획득한 상기 인접 화소 정보와 상기 잔여값을 연산하여 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소 정보를 획득하고 화면내 예측 모드 정보에 따라 현재 블록을 복원한다(단계 960).
도 9에 도시된 영상 복호화 방법에서 영상 복호화 장치는 도 5에 도시된 실시예와 같이 N-1번째 픽처와 N+1번째 픽처를 이용하여 영상이 부호화된 경우에는 순방향 움직임 벡터 및 역방향 움직임 벡터를 이용하여 N-1번째 픽처와 N+1번째 픽 처에서 각각 참조 마크로 블록을 결정한 후 결정된 각 참조 마크로 블록내의 참조 블록의 인접 화소 정보를 획득하고, 획득한 인접 화소 정보와 획득한 잔여값을 연산하여 복원하고자 하는 현재 블록의 인접 화소 정보를 획득할 수 있다.
또는 도 7에 도시된 실시예와 같이 N-1번째 픽처와 N-2번째 픽처를 이용하여 영상이 부호화된 경우에는 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 벡터를 이용하여 N-1번째 픽처와 N-2번째 픽처에서 각각 참조 마크로 블록을 결정한 후 결정된 각 참조 마크로 블록내의 참조 블록의 인접 화소 정보를 획득하고, 획득한 인접 화소 정보와 획득한 잔여값을 연산하여 복원하고자 하는 현재 블록의 인접 화소 정보를 획득할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 영상 부호화 장치는 부호화 제어부(1010), 예측부(1020), 변환부(1030), 양자화부(1040), 역양자화부(1050), 역변환부(1060), 버퍼(1070), 엔트로피 부호화부(1080)를 포함할 수 있다.
부호화 제어부(1010)는 화면간 및 화면내 예측에 이용되는 블록의 크기를 결정하고 결정된 크기에 따라 부호화가 수행될 수 있도록 예측부(1020)를 제어한다. 또한, 부호화 제어부(1010)는 변환부(1030) 및 양자화부(1040)에서 처리되는 블록의 크기를 결정하고 결정된 블록 크기에 따라 변환 및 양자화될 수 있도록 변환부(1030) 및 양자화부(1040)를 제어한다.
또한, 부호화 제어부(1010)는 화면간 및 화면내 예측 과정에서 참조되는 픽처를 결정한다. 예를 들어, 부호화 제어부(1010)는 현재 부호화될 픽처인 N번째 픽처의 화면간 및 화면내 예측에 이용되는 참조 픽처를 N-2, N-1, N+1, N+2번째 픽처 중 어느 하나로 결정할 수도 있고, 하나 이상의 픽처가 참조되도록 결정할 수도 있다.
부호화 제어부(1010)는 상술한 화면간 및 화면내 예측에 이용되는 블록 크기 정보, 변환 및 양자화에 이용되는 블록 크기 정보, 참조 픽처 정보 등을 엔트로피 부호화부(1080)에 제공한다.
예측부(1020)는 부호화할 현재 픽처인 N번째 픽처에 포함된 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록에 대한 참조 마크로 블록을 버퍼(1070)에 저장된 N-1번째 픽처에서 결정한 후 움직임 벡터를 생성하고, 생성된 움직임 벡터를 엔트로피 부호화부(1080)에 제공한다.
또한, 예측부(1020)는 상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록 내의 제2 크기를 가지는 현재 블록에 대해 화면간 예측 및 화면내 예측을 수행한다.
즉, 예측부(1020)는 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소와 N-1번째 픽처의 참조 마크로 블록에서 상기 현재 블록과 대응되는 위치에 있는 참조 블록의 대응되는 인접 화소간의 차이를 구하여 인접 화소간의 잔여값을 획득한 후, 획득한 잔여값을 변환부(단계 1030)에 제공한다.
또한, 예측부(1020)는 상기 잔여값을 이용하여 화면내 예측 모드를 결정한 후, 결정된 화면내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화부(1080)에 제공한다. 여기 서, 화면내 예측 모드는 H.264/AVC 표준안에 따른 4×4 블록의 화면내 예측 모드인 수직 모드(모드 0), 수평 모드(모드 1), 평균값 모드(모드 2), 대각선 왼쪽 모드(모드 3), 대각선 오른쪽 모드(모드 4), 수직 오른쪽 모드(모드 5), 수평 아래쪽 모드(모드 6), 수직 왼쪽 모드(모드 7) 및 수평 위쪽 모드(모드 8) 중 어느 하나의 모드로 결정될 수도 있고, 상기 9가지의 서로 다른 모드를 각각 적용하여 예측값을 생성한 후 부호화 효율을 고려하여 화면내 예측 모드를 결정할 수도 있다. 또는, 상술한 바와 같은 H.264/AVC 표준안에 따른 4×4 블록의 화면내 예측 모드들이 아닌 4×4 픽셀 크기 이상의 블록에 대한 다양한 화면간 예측 모드들 중에서 어느 하나의 모드를 화면내 예측 모드로 결정할 수도 있다.
상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록은 16×16 픽셀 이하의 크기를 가지거나, 32×32 픽셀, 64×64 픽셀 또는 128×128 픽셀 이상의 크기를 가지는 확장 매크로 블록이 될 수 있고, 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록은 예를 들어 4×4 픽셀 또는 8×8 픽셀 크기로 구성될 수 있고, 상기 현재 마크로 블록의 크기 및 상기 현재 블록의 크기는 부호화 제어부(1010)에 의해 결정될 수 있다.
또한, 예측부(1020)는 역변환부(1060)로부터 제공된 잔여값과 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접 화소값을 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접 화소 정보를 획득하고 화면내 예측 모드 정보에 따라 현재 블록을 복원한 후, 복원된 현재 블록을 버퍼(1070)에 제공한다.
변환부(1030) 및 양자화부(1040)는 예측부(1020)로부터 제공된 잔여값을 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환하고 양자화한다. 여기서, 변환부(1030) 및 양자화부(1040)는 부호화 제어부(1010)로 제공된 블록 크기 정보에 기초하여 변환을 수행할 수 있고, 예를 들어, 32×32 또는 64×64 픽셀 크기로 변환을 수행할 수 있다.
역양자화부(1050) 및 역변환부(1060)는 양자화부(1040)로부터 제공된 양자화된 데이터를 역양자화하고 역변환하여 잔여값을 획득한 후 예측부(1020)에 제공한다.
버퍼(1070)는 복원된 적어도 하나 이상의 픽처를 저장한다.
엔트로피 부호화부(1080)는 양자화부(1040)로부터 제공된 양자화된 잔여값과 움직임 벡터, 화면간 및 화면내 예측에 이용되는 블록 크기 정보, 변환 및 양자화에 이용되는 블록 크기 정보, 참조 픽처 정보 등을 엔트로피 부호화하여 비트 스트림을 생성한다.
도 10에 도시된 영상 부호화 장치에서는 N번째 픽처의 부호화를 위해 N-1번째 픽처를 참조하는 것으로 예를 들어 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 N번째 픽처의 부호화를 위해 부호화된 N-2, N-1, N+1, N+2번째 픽처들 중 적어도 하나 이상을 참조하여 부호화를 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 영상 복호화 장치는 복호화 제어부(1110), 엔트로피 복호 화부(1120), 역양자화부(1130), 역변환부(1140), 예측부(1150) 및 버퍼(1160)를 포함할 수 있다.
복호화 제어부(1110)는 엔트로피 복호화된 정보로부터 화면간 및 화면내 예측에 이용되는 블록의 크기 정보와, 역변환 및 역변환 과정에서 처리되는 블록의 크기 정보와, 화면간 예측 및 화면내 예측에서 참조되는 픽처 정보, 화면내 예측 모드 정보를 획득하고, 획득한 정보에 기초하여 복호화 수행을 위한 제어를 수행한다.
예를 들어, 복호화 제어부(1110)는 역양자화부(1130) 및 역변환부(1140)에서 처리되는 블록의 크기를 제어할 수 있고, 예측부(1150)에서 영상 복원시 참조되는 참조 픽처와 참조 픽처내의 마크로 블록 크기 및 마크로 블록 내의 현재 블록 크기를 제어할 수 있다.
엔트로피 복호화부(1120)는 입력된 비트 스트림에 대한 엔트로피 복호화를 수행한다. 여기서, 엔트로피 복호화된 잔여값은 역양자화부(1130)에 제공되고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터는 예측부(1150)에 제공된다. 또한, 화면간 및 화면내 예측에 이용되는 블록의 크기 정보, 역변환 및 역변환 과정에서 처리되는 블록의 크기 정보, 화면간 예측 및 화면내 예측에서 참조되는 픽처 정보 등은 복호화 제어부(1110)에 제공된다.
역양자화부(1130) 및 역변환부(1140)는 엔트로피 복호화부(1120)로부터 제공된 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 잔여값을 생성하고, 생성된 잔여값을 예측부(1150)에 제공한다.
예측부(1150)는 엔트로피 복호화부(1120)로부터 제공된 움직임 벡터와, 복호화 제어부(1110)로부터 제공된 마크로 블록의 크기, 마크로 블록내의 현재 블록의 크기, 참조 픽처 정보와, 엔트로피 복호화부(1120)로부터 제공된 움직임 벡터를 이용하여 제1 크기를 가지는 복호화할 현재 마크로 블록 및 현재 마크로 블록내의 제2 크기를 가지는 현재 블록에 상응하는 참조 마크로 블록 및 참조 마크로 블록 내의 참조 블록을 버퍼(1160)에 저장된 해당 픽처에서 결정하고, 상기 참조 블록의 인접 화소 정보를 획득한다. 이후, 예측부(1150)는 획득한 상기 인접 화소 정보와 역변환부(1140)로부터 제공된 잔여값을 연산하여 현재 블록의 인접 화소 정보를 획득하고 복호화 제어부(1110)로부터 제공된 화면내 예측 모드 정보에 따라 현재 블록을 복원한 후 복원된 현재 블록을 버퍼(1150)에 저장한다.
예측부(1150)는 도 5에 도시된 실시예와 같이 N-1번째 픽처와 N+1번째 픽처를 이용하여 영상이 부호화된 경우에는 엔트로피 복호화부(1120)로부터 제공된 순방향 움직임 벡터 및 역방향 움직임 벡터를 이용하여 버퍼(1160)에 저장된 N-1번째 픽처와 N+1번째 픽처에서 각각 참조 마크로 블록을 결정한 후 결정된 각 참조 마크로 블록내의 참조 블록의 인접 화소 정보를 획득하고, 획득한 인접 화소 정보와 역변환부(1140)로부터 제공된 잔여값을 연산하여 복원하고자 하는 현재 블록의 인접 화소 정보를 획득한 후, 화면내 예측 모드에 따라 현재 블록을 복원할 수 있다.
또는, 예측부(1150)는 도 7에 도시된 실시예와 같이 N-1번째 픽처와 N-2번째 픽처를 이용하여 영상이 부호화된 경우에는 엔트로피 복호화부(1120)로부터 제공된 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 벡터를 이용하여 N-1번째 픽처와 N-2번째 픽처에서 각각 참조 마크로 블록을 결정한 후 결정된 각 참조 마크로 블록내의 참조 블록의 인접 화소 정보를 획득하고, 획득한 인접 화소와 역변환부(1140)로부터 제공된 잔여값을 연산하여 복원하고자 하는 현재 블록의 인접 화소 정보를 획득한 후, 화면내 예측 모드에 따라 현재 블록을 복원할 수 있다.
버퍼(1160)는 예측부(1150)로부터 제공된 복호화가 수행된 픽처들을 저장한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 5에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시된 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1010 : 부호화 제어부 1020, 1150: 예측부
1030 : 변환부 1040 : 양자화부
1050, 1130 : 역양자화부 1060, 1140 : 역변환부
1070, 1160 : 버퍼 1080 : 엔트로피 부호화부
1110 : 복호화 제어부
1120 : 엔트로피 복호화부

Claims (7)

  1. N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 앞선 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계;
    상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계는,
    상기 움직임 벡터를 이용하여 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록을 포함하는 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록의 참조 마크로 블록을 결정하는 단계; 및
    상기 현재 마크로 블록내에 포함된 상기 현재 블록의 위치에 기초하여 상기 참조 마크로 블록내에 포함된 상기 참조 블록을 결정하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 크기를 가지는 현재 마크로 블록은 32×32 픽셀 이상의 크기를 가지고, 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록은 4×4 픽셀 및 8×8 픽셀 중 어느 하나의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 늦은 N+1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계;
    상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 영상 복호 화 방법.
  5. N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 빠른 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 순방향 잔여값 및 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 늦은 N+1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 역방향 잔여값에 기초하여 결정된 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계;
    상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  6. N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 상기 N번째 픽처보다 시간적으로 빠른 N-1번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 제1 잔 여값 및 상기 N-1번째 픽처보다 시간적으로 더 빠른 N-2번째 픽처내의 참조 블록의 인접화소 사이의 제2 잔여값에 기초하여 결정된 잔여값과 상기 잔여값에 기초하여 결정된 상기 현재 블록에 대한 화면내 예측 모드가 부호화된 비트 스트림을 제공받는 단계;
    상기 비트 스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 양자화된 잔여값을 역양자화하고 역변환하여 상기 잔여값을 획득하는 단계;
    상기 움직임 벡터를 이용하여 적어도 하나의 픽처내에서 상기 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 결과에 상기 화면내 예측 모드를 적용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  7. N번째 픽처내의 제2 크기를 가지는 현재 블록의 인접한 화소와 적어도 하나의 참조 픽쳐내의 참조 블록의 인접화소 사이의 잔여값 및 상기 잔여값에 기초하여 결정된 화면내 예측 모드가 부호화된 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 움직임 벡터, 상기 화면내 예측 모드 및 양자화된 잔여값을 생성하는 엔트로피 복호화부;
    엔트로피 복호화된 정보로부터 블록 크기 및 참조 픽처 정보를 획득하는 복호화 제어부;
    상기 양자화된 잔여값을 역양자화는 역양자화부;
    역양자화된 잔여값을 역변환하는 역변환부; 및
    상기 움직임 벡터 및 상기 참조 픽처 정보에 기초하여 복호화할 제2 크기를 가지는 현재 블록의 참조 블록를 결정하고, 결정된 상기 참조 블록의 인접 화소와 상기 잔여값을 연산한 후 상기 화면내 예측 모드를 연산한 결과에 적용하여 현재 블록을 복원하는 예측부를 포함하는 영상 복호화 장치.
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