KR20120041440A - Method and apparatus for encoding/decoding of video data using global motion-based enconding structure - Google Patents

Method and apparatus for encoding/decoding of video data using global motion-based enconding structure Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for encoding/decoding an image using an encoding structure which is determined based on a global motion and a device thereof are provided to effectively reduce the amount of generating bits in encoding an image by selecting an adaptive encoding structure. CONSTITUTION: An encoding structure determining unit(210) adaptively determines an encoding structure in consideration of the size and a variation of global motion of an encoding target image. The encoding structure determining unit generates an image sequence from the encoding target image according to the determined encoding structure. An inter-prediction encoding unit(220) performs inter-prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure.

Description

전역움직임을 기반하여 결정된 부호화구조를 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치{Method and Apparatus for Encoding/Decoding of Video Data Using Global Motion-based Enconding Structure}Method and apparatus for image encoding / decoding using encoding structure determined based on global motion {Method and Apparatus for Encoding / Decoding of Video Data Using Global Motion-based Enconding Structure}

본 발명의 실시예는 전역움직임을 기반하여 결정된 부호화구조를 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 영상간 전역 움직임을 분석하여 사용중인 B픽쳐 구조의 적절성 여부를 판단하고 적응적으로 부호화 구조를 선택함으로써 부호화 효율을 높여 같은 비트율에서 더욱 우수한 복원 화질을 얻고자 하는 전역움직임을 기반하여 결정된 부호화구조를 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a method and apparatus for image encoding / decoding using an encoding structure determined based on global motion. More specifically, it analyzes the global motion between images to determine the adequacy of the B-picture structure being used and adaptively selects the coding structure to increase the coding efficiency and to obtain better reconstruction quality at the same bit rate. The present invention relates to a method and apparatus for image encoding / decoding using an encoding structure determined by the method.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the embodiments of the present invention and does not necessarily constitute prior art.

H.264/AVC를 포함한 대부분의 영상 부호화 기술은 픽쳐 단위로 부호화를 진행하는데, 화면내 예측만 사용 가능한 I픽쳐, 화면내 예측뿐만 아니라 화면간 예측까지 사용하는 P픽쳐와 B픽쳐가 있다. 이때 P픽쳐는 단방향 예측만 가능하고 B픽쳐는 양방향 예측까지 가능하며 이러한 픽쳐들로 구성된 부호화 구조를 사용하여 영상을 부호화하는데 B픽쳐 한 장을 사용하면 부호화 구조의 단위는 BP가 되어 부호화 구조는 I BP BP가 되고 두 장을 사용하면 부호화 구조의 단위는 BBP가 되어 부호화 구조는 I BBP BBP가 된다. 이때, 역방향 예측을 위해 시간적으로 뒤에 위치한 영상을 먼저 부호화해야 하므로 부호화 순서는 각각 I PB PB, I PBB PBB가 된다.Most video encoding techniques, including H.264 / AVC, perform encoding on a picture-by-picture basis. There are I pictures that can only use intra prediction and P pictures and B pictures that use inter prediction as well as intra prediction. In this case, the P picture can only be unidirectional predicted, and the B picture can be bidirectionally predicted. If a B picture is used to encode an image using a coding structure composed of these pictures, the coding structure is BP and the coding structure is I. If BP BP is used and two chapters are used, the unit of the coding structure is BBP, and the coding structure is I BBP BBP. In this case, since the image located later in time is first encoded for backward prediction, the encoding order is I PB PB and I PBB PBB, respectively.

일반적으로 양방향 예측의 경우, 시간적으로 앞에 위치한 영상뿐만 아니라 뒤에 위치한 영상까지 참조하기 때문에 앞에 위치한 영상만을 참조하는 단방향 예측보다 성능이 좋을 것이라 생각되고 실제로 좋은 경우도 많이 있으나 여러 가지 요인으로 인해 단방향 예측만 사용하여 부호화할 때 더 좋은 성능을 보여주는 영상도 있다. 그러나 어떤 영상이 단방향 예측만 사용하여 부호화할 때 더 좋은 성능을 보이는지 알 수 없을 뿐 아니라 영상 전체에 적용할 경우의 성능도 알 수가 없다. 그럼에도 불구하고 부호화 이전에 결정된 부호화 구조를 부호기에 입력하는 경우 고정된 부호화 구조로 인해 부호화 효율이 낮아지게 된다In general, since bidirectional prediction refers not only to the image located in front of the temporal image but also to the image located at the back, it is considered to be better than unidirectional prediction that refers only to the image located in front of the image. Some images show better performance when used for encoding. However, it is not possible to know which image shows better performance when encoding using only one-way prediction, and also does not know the performance when applied to the entire image. Nevertheless, when the encoding structure determined before encoding is input to the encoder, the encoding efficiency is lowered due to the fixed encoding structure.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시예는, 동영상의 전역 움직임을 탐색하고 분석하여 적응적으로 부호화 효율이 더 좋은 부호화 구조를 선택하여 적응적으로 부호화 구조를 사용함으로써 더욱 높은 압축 효율을 얻음으로써 같은 비트율에서 더 우수한 복원 화질을 얻는데 주된 목적이 있다.In order to solve this problem, an embodiment of the present invention searches for and analyzes the global motion of a video, adaptively selects a coding structure with better coding efficiency, and adaptively uses a coding structure to obtain higher compression efficiency. The main purpose is to obtain better reconstructed picture quality at the same bit rate.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화/복호화하는 장치에 있어서, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하고 상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 영상 부호화기; 및 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하고, 상기 복호된 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하고 상기 결정된 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 복원할 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 복원될 현재 블록을 복원하는 영상 복호화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화/복호화 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention provides a device for encoding / decoding an image, and calculates global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure and considers the magnitude and amount of change of the global motion. An image encoder for adaptively determining an encoding structure, generating an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure, and performing inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure; And decode the encoded data to decode information about the transformed and quantized residual block and the determined encoding structure, and inverse quantize and inverse transform the decoded transform and the quantized residual block to restore the residual block. And an image decoder for predicting a current block to be reconstructed using information, generating a prediction block, and adding the reconstructed residual block and the prediction block to reconstruct the current block to be reconstructed. To provide.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화하는 장치에 있어서, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 부호화구조 결정부; 및 상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 인터예측 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치를 제공한다.In addition, in order to achieve another object of the present invention, an embodiment of the present invention, in the apparatus for encoding an image, calculates the global motion information of the image to be encoded of the encoding structure in use, and the magnitude and amount of change of the global motion An encoding structure determiner which adaptively determines an encoding structure in consideration of the difference and generates an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure; And an inter prediction encoder configured to perform inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure.

상기 전역움직임은, 기 사용중인 부호화구조 상에서 영상간의 화소값 차이를 이용하여 산출할 수 있다.The global motion may be calculated by using a pixel value difference between images on an existing encoding structure.

상기 부호화구조 내의 영상의 단위는, 픽처 또는 슬라이스일 수 있다.The unit of an image in the encoding structure may be a picture or a slice.

상기 결정된 부호화구조는, 인접영상간의 전역움직임의 합과 상기 부호화할 영상의 전체 전역움직임과의 차이가 제1소정값보다 작고 상기 전체 전역움직임의 절대값이 제2소정값보다 작은 경우 기 사용중인 부호화구조를 사용할 수 있다.The determined encoding structure is used when the difference between the sum of the global motions between adjacent images and the total global motions of the image to be encoded is smaller than the first predetermined value and the absolute value of the total global motions is smaller than the second predetermined value. The coding structure can be used.

상기 기 사용중인 부호화구조는, B픽처 또는 B슬라이스가 포함된 부호화구조일 수 있다.The pre-used encoding structure may be an encoding structure including a B picture or a B slice.

상기 인터예측 부호화부는, 상기 결정된 부호화구조를 부호화하여 비트스트림으로 변환할 수 있다.The inter prediction encoder may convert the determined encoding structure into a bitstream.

상기 부호화구조 결정부는, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임에 대한 정보를 산출하는 전역움직임 산출부; 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 분석하여 적응적으로 부호화구조를 결정하는 전역움직임 분석부; 및 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 영상시퀀스 발생부를 포함할 수 있다.The encoding structure determiner may include: a global motion calculating unit configured to calculate information about global motion of an image to be encoded of an existing encoding structure; A global motion analysis unit for adaptively determining an encoding structure by analyzing the magnitude and the amount of change of the global motion; And an image sequence generator for generating an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 복호화하는 장치에 있어서, 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록, 잔여 움직임 벡터 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하는 복호화기; 상기 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하는 역양자화 및 역변환기; 상기 재설정 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측기; 및 상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.In addition, in order to achieve another object of the present invention, an embodiment of the present invention, in the apparatus for decoding an image, information on the transformed and quantized residual block, residual motion vector and the determined encoding structure by decoding the encoded data A decoder to decode; An inverse quantization and inverse transformer for reconstructing the residual block by inverse quantization and inverse transformation of the transformed and quantized residual block; A predictor generating a prediction block by predicting a current block by using the information on the reset encoding structure; And an adder for reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block.

상기 결정된 부호화구조는 기 사용중인 기설정 부호화구조와는 다른 부호화구조이며, 상기 기 사용중인 부호화구조는 B픽처를 사용하는 부호화구조이고, 상기 결정된 부호화구조는 B픽처를 사용하지 않는 부호화구조일 수 있다.The determined encoding structure may be an encoding structure different from a preset encoding structure in use, the encoding structure in use may be an encoding structure using a B picture, and the determined encoding structure may be an encoding structure not using a B picture. have.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화/복호화하는 방법에 있어서, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하고 상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 영상 부호화단계; 및 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하고, 상기 복호된 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하고 상기 결정된 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 복원할 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 복원될 현재 블록을 복원하는 영상 복호화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화/복호화 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve another object of the present invention, an embodiment of the present invention, in a method for encoding / decoding an image, calculates global motion information of an image to be encoded of an encoding structure being used and calculates the magnitude of the global motion. And an encoding scheme that adaptively determines an encoding structure in consideration of the amount of change and the amount of change, generates an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure, and performs inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure. step; And decode the encoded data to decode information about the transformed and quantized residual block and the determined encoding structure, and inverse quantize and inverse transform the decoded transform and the quantized residual block to restore the residual block. And a video decoding step of predicting a current block to be reconstructed using information, generating a prediction block, and adding the reconstructed residual block and the prediction block to reconstruct the current block to be reconstructed. Provide a method.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 부호화하는 방법에 있어서, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 부호화구조 결정단계; 및 상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 인터예측 부호화단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법을 제공한다.Further, in order to achieve another object of the present invention, an embodiment of the present invention, in the method for encoding an image, calculates the global motion information of the image to be encoded of the encoding structure being used, and the magnitude and amount of change of the global motion An encoding structure determination step of adaptively determining an encoding structure in consideration of the above and generating an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure; And an inter prediction encoding step of performing inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록, 잔여 움직임 벡터 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하는 복호화단계; 상기 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하는 역양자화 및 역변환단계; 상기 재설정 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측단계; 및 상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 가산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve another object of the present invention, an embodiment of the present invention, in a method for decoding an image, information on the transformed and quantized residual block, residual motion vector and the determined encoding structure by decoding the encoded data A decoding step of decoding; Inverse quantization and inverse transformation for restoring the residual block by inverse quantization and inverse transformation of the transformed and quantized residual block; A prediction step of predicting a current block by using the information on the reset encoding structure to generate a prediction block; And an addition step of reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 영상간 전역 움직임을 분석하여 적응적으로 효율적인 부호화 구조를 이용할 수 있으며, 적응적으로 부호화구조를 선택함으로 인하여 영상 부호화시 비트생성량을 효과적으로 줄여 압축효율을 향상시킴으로써 같은 비트율에서 더욱 우수한 복원 화질을 얻는 효과가 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, an efficient encoding structure can be used by analyzing global motion between images, and by selecting an encoding structure adaptively, compression efficiency can be effectively reduced by reducing bit generation amount during image encoding. In this case, the reconstructed picture quality is better at the same bit rate.

도 1은 영상 부호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(200)를 도시한 블록도이다.
도 3은 부호화구조 결정부(210)의 구성을 예시한 도면이다.
도 4는 영상 간의 전역움직임을 탐색하는 과정을 예시한 도면이고, 도 5는 기 사용중인 부호화구조에서 영상간 전역움직임을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus.
2 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of an encoding structure determiner 210.
4 is a diagram illustrating a process of searching for global motion between images, and FIG. 5 is a diagram illustrating global motion between images in an encoding structure being used.
6 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be "connected", "coupled" or "connected".

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.A video encoding apparatus (Video Encoding Apparatus), a video decoding apparatus (Video Decoding Apparatus) to be described below is a personal computer (PC), notebook computer, personal digital assistant (PDA), portable multimedia player (PMP) It may be a user terminal such as a portable multimedia player (PSP), a PlayStation Portable (PSP), a wireless communication terminal, a smart phone, a TV, or a server terminal such as an application server or a service server. A communication device such as a communication modem for communicating with various devices or a wired / wireless communication network, a memory for storing various programs and data for encoding or decoding an image or inter or intra prediction for encoding or decoding, and executing a program And a microprocessor for controlling and the like. It can mean a variety of devices.

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.In addition, the image encoded in the bitstream by the video encoding apparatus is real-time or non-real-time through the wired or wireless communication network, such as the Internet, local area wireless communication network, wireless LAN network, WiBro network, mobile communication network, or the like, or a cable, universal serial bus (USB: Universal) It may be transmitted to an image decoding apparatus through various communication interfaces such as a serial bus, and may be decoded by the image decoding apparatus to restore and reproduce the image.

통상적으로 동영상은 일련의 픽처(Picture) 또는 슬라이스(Slice)로 구성될 수 있으며, 각 픽처 또는 슬라이스(Slice)들은 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.In general, a video may be composed of a series of pictures or slices, and each picture or slice may be divided into predetermined regions such as a frame or a block. When a region of an image is divided into blocks, the divided blocks may be classified into intra blocks and inter blocks according to an encoding method. An intra block refers to a block that is encoded by using an intra prediction coding method. An intra prediction coding is performed by using pixels of blocks previously encoded, decoded, and reconstructed in a current picture that performs current encoding. A prediction block is generated by predicting pixels of a block and a difference value with pixels of the current block is encoded. An inter block refers to a block that is encoded using inter prediction coding. Inter prediction coding generates a prediction block by predicting a current block within a current picture by referring to one or more past or future pictures, and then generates a current block. This is a method of encoding the difference value with. Here, a frame referred to for encoding or decoding the current picture is referred to as a reference frame.

도 1은 영상 부호화 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus.

영상 부호화 장치(100)는 예측기(Predictor, 110), 감산기(Subtractor, 120), 변환 및 양자화기(Transformer and Quantizer, 130), 스캐너(Scanner, 140), 부호화기(Encoder, 150), 역양자화 및 역변환기(Inverse Quantizer and Transformer, 160), 가산기(Adder, 170) 및 필터(Filter, 180)를 포함하여 구성될 수 있다. The image encoding apparatus 100 may include a predictor 110, a subtractor 120, a transform and quantizer 130, a scanner 140, an encoder 150, an inverse quantization, It may include an inverse quantizer and transformer (160), an adder (Adder, 170) and a filter (Filter, 180).

부호화하고자 하는 입력 영상은 블록 단위로 입력될 수 있는데, 블록은 매크로블록(Macroblock)이 될 수 있다. 여기서, 매크로블록의 형태는 P×Q(단, P는 2m(m은 1 이상의 정수), Q는 2n(단, n은 1 이상의 정수)의 값을 가지는 자연수) 등의 다양한 형태일 수 있다. 또한, 부호화할 프레임마다 다른 형태의 블록을 이용할 수 있으며, 매크로블록의 형태가 P×Q 등 다양한 형태인 경우에 이에 대한 정보인 블록 타입에 대한 정보를 각 프레임마다 부호화하여, 영상 복호화 장치에서 부호화된 데이터를 복호화할 때 복호화할 프레임의 블록의 형태를 결정하도록 할 수 있다. 어떠한 형태의 블록을 이용할지에 대한 결정은 현재 프레임을 다양한 형태의 블록으로 부호화하여 최적의 효율을 내는 블록의 형태를 선택하거나, 프레임의 특성을 분석하여 분석된 특성에 따라 블록의 형태를 선택할 수 있으며, 이를 위해, 영상 부호화 장치(100)는 블록 타입을 결정하고 블록 타입에 대한 정보를 부호화하여 부호화 데이터에 포함시키는 블록 타입 결정기(미도시)를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.The input image to be encoded may be input in units of blocks, and the block may be a macroblock. Here, the macroblock may have various forms such as P × Q (where P is 2 m (m is an integer of 1 or more) and Q is 2 n ( where n is an integer of 1 or more)). have. In addition, different types of blocks may be used for each frame to be encoded, and when a macroblock has various forms such as P × Q, information about a block type, which is information about this, is encoded for each frame and encoded by the image decoding apparatus. When decoding the decoded data, the shape of the block of the frame to be decoded may be determined. Determination of which type of block to use can be made by selecting the type of block that has the best efficiency by encoding the current frame into various types of blocks, or by selecting the type of block according to the analyzed characteristics by analyzing the characteristics of the frame. For this, the image encoding apparatus 100 may further include a block type determiner (not shown) that determines the block type and encodes information about the block type in the encoded data.

예측기(110)는 영상의 현재 블록의 움직임을 추정하고 보상하여 생성되는 움직임 보상 블록 및 움직임 벡터를 생성한다. 즉, 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, 예측기(110)는 인트라 예측 또는 인터 예측을 이용하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인터 예측의 경우에는 움직임 벡터도 생성한다.The predictor 110 generates a motion compensation block and a motion vector generated by estimating and compensating for the motion of the current block of the image. That is, the predictor 110 generates a predicted block having a predicted pixel value of each pixel by predicting a pixel value of each pixel of the current block to be encoded in the image. do. Here, the predictor 110 may predict the current block by using intra prediction or inter prediction. In the case of inter prediction, a motion vector is also generated.

감산기(120)는 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔여 블록(Residual Block)을 생성한다. 즉, 감산기(120)는 부호화하고자 하는 현재 블록의 각 화소의 화소값과 예측기(110)에서 예측한 예측 블록의 각 화소의 예측 화소값의 차이를 계산하여 블록 형태의 잔여 신호(Residual Signal)를 갖는 잔여 블록을 생성한다.The subtractor 120 subtracts the current block and the prediction block to generate a residual block. That is, the subtractor 120 calculates a difference between the pixel value of each pixel of the current block to be encoded and the predicted pixel value of each pixel of the prediction block predicted by the predictor 110 to obtain a residual signal in a block form. Creates a residual block with

변환 및 양자화기(130)가 잔여 블록을 변환 및 양자화할 때, 양자화 과정에 변환 과정이 포함되어 있기 때문에 양자화가 완료되어야만 변환도 완료된다. 여기서, 변환 방식으로는 하다마드 변환(Hadamard Transform), 이산 코사인 트랜스폼 기반의 정수 변환(Discrete Cosine Transform Based Integer Transform, 이하 '정수 변환'이라고 약칭함) 등과 같은 공간 영역의 영상 신호를 주파수 영역으로 변환하는 기법이 이용될 수 있으며, 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 기법이 이용될 수 있다.When the transform and quantizer 130 transforms and quantizes the residual block, since the transform process is included in the quantization process, the transform is completed only when the quantization is completed. Here, the transform method includes a spatial signal such as a Hadamard transform and a discrete cosine transform based integer transform (hereinafter, referred to as an integer transform) to the frequency domain. Transformation techniques may be used, and various quantization techniques such as Dead Zone Uniform Threshold Quantization (DZUTQ) or Quantization Weighted Matrix (DZUTQ) are used as quantization schemes. Can be.

스캐너(140)는 변환 및 양자화기(130)에 의해 변환 및 양자화된 잔여 블록의 양자화 변환 계수들을 스캐닝(Scanning)하여 양자화 변환 계수열을 생성한다. 이때, 스캐닝 방식은 변환 기법, 양자화 기법, 블록(매크로블록 또는 서브블록)의 특성을 고려하며, 스캐닝 순서는 스캐닝한 양자화 변환 계수열이 최소의 길이가 되도록 결정될 수 있다. 도 1에서는 스캐너(140)가 부호화기(150)와 독립적으로 구현되는 것으로 도시하고 설명하지만, 스캐너(140)는 생략되어 그 기능이 부호화기(150)에 통합될 수 있다.The scanner 140 scans the quantized transform coefficients of the residual block transformed and quantized by the transform and quantizer 130 to generate a quantized transform coefficient sequence. In this case, the scanning method considers characteristics of a transform technique, a quantization technique, and a block (macroblock or subblock), and the scanning order may be determined such that the scanned quantization transform coefficient sequence has a minimum length. In FIG. 1, the scanner 140 is illustrated and described as being implemented independently of the encoder 150, but the scanner 140 may be omitted, and its function may be integrated into the encoder 150.

부호화기(150)는 스캐닝한 양자화 변환 계수열을 부호화하여 비트스트림을 출력할 수 있다. 즉, 부호화기(150)는 양자화된 변환 계수가 스캔된 주파수 계수열을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding) 등 다양한 부호화 기법을 이용하여 부호화하고 해당 블록을 복호화하는 데 필요한 부가적인 정보들(예를 들면, 예측 모드에 대한 정보, 양자화 계수(Quantization Parameter), 움직임 벡터(Motion Vector) 등)을 함께 포함하는 비트스트림을 생성하고 출력할 수 있다.The encoder 150 may output the bitstream by encoding the scanned quantization transform coefficient sequence. That is, the encoder 150 encodes the frequency coefficient string from which the quantized transform coefficients are scanned using various encoding techniques such as entropy encoding and additional information (eg, prediction) required to decode the block. A bitstream including information about a mode, a quantization coefficient, a motion vector, and the like may be generated and output.

즉, 부호화기(150)는 변환 및 양자화기(130)에 의해 변환 및 양자화된 잔여 블록의 양자화 변환 계수들을 스캔하여 생성되는 양자화 변환 계수열을 부호화하여 부호화 데이터를 생성하거나 스캐너(140)에 의해 스캔되어 생성되는 양자화 변환 계수열을 부호화하고 생성된 잔여 움직임 벡터를 부호화하여 부호화 데이터를 생성할 수 있다.That is, the encoder 150 generates encoded data by encoding a quantized transform coefficient string generated by scanning the quantized transform coefficients of the residual block transformed and quantized by the transform and quantizer 130, or scans by the scanner 140. The encoded data may be generated by encoding the generated quantized transform coefficient sequence and encoding the generated residual motion vector.

이러한 부호화 기술로서는 엔트로피 부호화(Entropy Encoding) 기술이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않고 다른 다양한 부호화 기술이 사용될 수도 있을 것이다. 또한, 부호화기(150)는 양자화 변환 계수열을 부호화한 비트열뿐만 아니라 부호화된 비트열을 복호화하는 데 필요한 다양한 정보들을 부호화 데이터에 포함시킬 수 있다. 여기서, 부호화된 비트열을 복호화하는 데 필요한 다양한 정보들이란 블록 타입에 대한 정보, 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우에는 인트라 예측 모드에 대한 정보, 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우에는 움직임 벡터에 대한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보 등이 될 수 있지만, 이외의 다양한 정보들이 될 수도 있다.As the encoding technique, an entropy encoding technique may be used, but various encoding techniques may be used without being limited thereto. In addition, the encoder 150 may include not only a bit string encoding the quantized transform coefficient sequence but also various pieces of information necessary to decode the encoded bit sequence in the encoded data. Here, the various pieces of information necessary to decode the encoded bit strings include information about a block type, information about an intra prediction mode when the prediction mode is an intra prediction mode, and information about a motion vector when the prediction mode is an inter prediction mode. Information, information on transform and quantization types, and the like, but also various other information.

역양자화 및 역변환기(160)는 변환 및 양자화기(130)에 의해 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화(Inverse Quantization)하고 역 변환(Inverse Transform)하여 잔여 블록을 복원(Reconstruction)한다. 역 양자화와 역 변환은 변환 및 양자화기(130)가 수행한 변환 과정과 양자화 과정을 역으로 수행함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 역양자화 및 역변환기(160)는 변환 및 양자화기(130)로부터 발생되어 전달되는 변환 및 양자화에 관한 정보(예를 들어, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보)를 이용하여 변환 및 양자화기(130)가 변환 및 양자화한 방식을 역으로 수행하여 역 양자화 및 역 변환을 수행할 수 있다.The inverse quantization and inverse transformer 160 inverse quantizes and inverse transforms the residual block transformed and quantized by the transform and quantizer 130 to reconstruct the residual block. Inverse quantization and inverse transformation may be performed by inversely performing a transform process and a quantization process performed by the transform and quantizer 130. That is, the inverse quantization and inverse transformer 160 may use transform and quantizer information using transform and quantization information (eg, information on transform and quantization types) generated and transmitted from the transform and quantizer 130. Inverse quantization and inverse transformation may be performed by performing the inverse transform and quantization scheme 130.

가산기(170)는 예측기(110)에 의해 예측된 예측 블록과 역양자화 및 역변환기(160)에 의해 역 양자화 및 역 변환된 잔여 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다.The adder 170 reconstructs the current block by adding the prediction block predicted by the predictor 110 and the residual block inversely quantized and inversely transformed by the inverse quantization and inverse transformer 160.

필터(180)는 가산기(170)에 의해 복원되는 현재 블록을 필터링(Filtering)한다. 이때, 필터(180)는 영상의 블록 단위의 변환 및 양자화에 의해 블록 경계 또는 변환 경계에서 발생하는 블록화 현상(Blocking Effects)을 감소시킨다. 한편, 필터(180)는 복원된 현재 블록과 함께 전송되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 이용하여 필터링할 수 있다. 이 변환 및 양자화 타입에 대한 정보는 역양자화 및 역변환기(160)에 의하여 가산기(170)으로 전달되고 다시 필터(180)로 전달될 수 있으며, 필터(180)에서는 블록화 현상을 없애기 위한 방법으로 디블록킹 필터(Deblocking Filter)를 사용할 수 있다.The filter 180 filters the current block restored by the adder 170. In this case, the filter 180 reduces blocking effects occurring at the block boundary or the transform boundary by transformation and quantization of the block unit of the image. Meanwhile, the filter 180 may filter by using information on a transform and quantization type transmitted together with the restored current block. The information about the transform and quantization type may be transferred to the adder 170 by the inverse quantization and inverse transformer 160 and back to the filter 180, and the filter 180 may be used as a method for eliminating blocking. You can use a blocking filter.

여기서, 현재 블록과 움직임 보상 블록의 차이인 잔여 블록만 변환 및 양자화되고 부호화되어 인터 예측 부호화에 따른 영상 부호화 데이터가 비트스트림에 포함되는 것으로 설명하지만, 실제로 영상 부호화 장치(100)는 인트라 예측 부호화되는 영상 부호화 데이터를 추가로 생성할 수 있으며, 비트스트림에는 인터 예측 부호화에 의해 생성되는 영상 부호화 데이터뿐만 아니라 인트라 예측 부호화에 의해 생성되는 영상 부호화 데이터와 그 영상 부호화 데이터를 인트라 예측 복호하기 위한 정보 또는 그 부호화 데이터가 추가로 포함될 수도 있다.Here, only the residual block, which is the difference between the current block and the motion compensation block, is transformed, quantized, and encoded, so that the image encoded data according to inter prediction encoding is included in the bitstream. However, the image encoding apparatus 100 actually performs intra prediction encoding. Image coded data may be further generated, and in the bitstream, not only image coded data generated by inter prediction encoding, but also image coded data generated by intra predictive encoding and information for intra prediction decoding the image coded data, or Encoded data may be further included.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(200)를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(200)는 부호화구조 결정부(210) 및 인터예측 부호화부(220)를 포함하며, 부호화구조 결정부(210)는 도 3에 도시한 바와 같이, 전역움직임 산출부(212), 전역움직임 분석부(214) 및 영상시퀀스 발생부(216)를 포함할 수 있다.The image encoding apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes an encoding structure determiner 210 and an inter prediction encoder 220, and the encoding structure determiner 210 is illustrated in FIG. 3. The global motion calculator 212, the global motion analyzer 214, and the image sequence generator 216 may be included.

부호화구조 결정부(210)는 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 결정된 부호화구조에 따라 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생한다. 여기서 영상 부호화 장치(200)의 일정 갯수의 B픽처를 갖는 부호화구조가 기 설정되어 사용중인 것으로 가정하고 이하의 부호화구조 결정부(210)에 대하여 설명한다.The encoding structure determiner 210 calculates global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure, and adaptively determines an encoding structure in consideration of the magnitude and the amount of change of the global motion, from the image to be encoded according to the determined encoding structure. Generate an image sequence. Here, assuming that a coding structure having a certain number of B pictures of the video encoding apparatus 200 is set and in use, the following coding structure determination unit 210 will be described.

전역움직임 산출부(212)는 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임에 대한 정보를 산출한다.The global motion calculation unit 212 calculates information on the global motion of the image to be encoded of the encoding structure being used.

도 4는 영상 간의 전역움직임을 탐색하는 과정을 예시한 도면이고, 도 5는 기 사용중인 부호화구조에서 영상간 전역움직임을 예시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a process of searching for global motion between images, and FIG. 5 is a diagram illustrating global motion between images in an encoding structure being used.

동영상의 영상간 전역움직임을 찾아내기 위해 기 사용중인 부호화구조 상에서 부호화구조 내의 영상간의 화소값 차이를 이용할 수 있다. 전역움직임을 찾기 위한 일례로는 도 4와 같이 두 영상(예컨대 픽처) 간의 화소값 차이 절대값의 합(SAD: Sum of Absolute Difference)을 전역움직임을 판단하기 위한 수단으로 사용할 수 있으며, 도 4의 경우 두 픽처 사이의 화소값 차이 절대값의 합이 최소인 위치와의 움직임 차이가 전역움직임으로 설정될 수 있다. 도 5와 같이 B픽쳐를 두 장 사용하는 IBBP 부호화구조의 경우 픽처0과 픽처1 사이의 전역움직임을 나타내는 벡터인 GMV1, 픽처1과 픽처2 사이의 전역움직임을 나타내는 벡터인 GMV2, 픽처2와 픽처3 사이의 전역움직임을 나타내는 벡터인 GMV3, 픽처0과 픽처3 사이의 전역움직임을 나타내는 벡터인 GMV0을 각 픽처간의 SAD를 이용하여 찾아낼 수 있다. 한편 전역움직임을 찾기 위한 수단으로 SAD를 사용하는 것으로 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되지 않고 다양한 방법을 사용할 수 있다.The pixel value difference between the images in the encoding structure may be used on the encoding structure being used to find the global motion between the images in the video. For example, as shown in FIG. 4, a sum of absolute difference (SAD) between two images (eg, a picture) may be used as a means for determining global motion, as shown in FIG. 4. In this case, a movement difference with a position where the sum of absolute values of pixel values difference between two pictures is minimum may be set as global motion. In the case of the IBBP encoding structure using two B pictures as shown in FIG. 5, GMV1, a vector representing global motion between Picture 0 and Picture 1, and GMV2, a picture 2 and picture representing the global motion between Picture 1 and Picture 2 GMV3, which is a vector indicating global motion between 3, and GMV0, which is a vector indicating global motion between Picture 0 and Picture 3, can be found using SAD between pictures. Meanwhile, the SAD is illustrated as a means for finding global movement. However, the present invention is not limited thereto, and various methods may be used.

전역움직임 분석부(214)는 전역움직임의 크기와 변화량을 분석하여 적응적으로 부호화구조를 결정한다.The global motion analysis unit 214 adaptively determines the encoding structure by analyzing the magnitude and the amount of change of the global motion.

전역움직임 분석부(214)는 적응적으로 효율적인 부호화 구조를 판단하기 위한 영상간 전역 움직임을 분석하는 기법은 영상간의 전역움직임의 크기와 변화량을 이용할 수 있다.The global motion analysis unit 214 may use the magnitude and amount of change in the global motion between images in order to analyze the global motion between images for adaptively determining an efficient encoding structure.

영상의 부호화 구조는 일반적으로 전역움직임이 없거나, 전역움직임이 작고 일정한 영상은 양방향 예측을 사용하는 B픽쳐를 사용하는 것이 효율적이고 반대로 움직임이 크고 일정하지 않은 영상은 B픽쳐를 사용하지 않는 것이 효율적일 수 있다. In general, the encoding structure of an image may be effective to use a B picture that uses no bidirectional prediction or a global motion that is small and constant. have.

그 이유는 일반적으로 영상의 전역움직임이 큰 경우 B픽쳐가 사용되면 I픽쳐와 P픽쳐 사이의 움직임 정보가 커짐으로써 영상간의 연관성이 크게 떨어지게 되고 매크로블록의 움직임 벡터의 크기가 커지게 되어 심할 경우 화면내 예측 매크로블록 모드로 부호화하는 경우가 발생할 수도 있다.The reason for this is that when the B motion is used when the global motion of the image is large, the motion information between the I picture and the P picture increases, so that the correlation between the images is greatly reduced, and the size of the motion vector of the macroblock increases, and when the picture is severe, The case of encoding in the prediction macroblock mode may occur.

영상의 전역움직임이 일정하지 않은 경우에도 마찬가지로 B픽쳐를 사용하지 않는 것이 효율적일 수 있다. 영상의 움직임이 일정하지 않으면 B픽쳐의 성능 향상 요인 중 하나인 다이렉트 매크로블록 모드와 스킵 매크로블록 모드 사용이 줄어들게 되므로 B픽쳐의 부호화 효율도 낮아질 수 있다. 그렇기 때문에 이런 경우는 B픽쳐를 사용하지 않는 것이 효율적이다.Even when the global motion of the image is not constant, it may be efficient not to use the B picture. If the motion of the image is not constant, the use of the direct macroblock mode and the skip macroblock mode, which is one of the performance improvement factors of the B picture, is reduced, so that the coding efficiency of the B picture may be lowered. Therefore, in this case, it is efficient not to use the B picture.

따라서, 전역움직임이 작고 일정한 경우에는 부호화구조에 B픽쳐를 사용하는 것이 효율적일 수 있다.Therefore, when the global motion is small and constant, it may be efficient to use the B picture in the coding structure.

한편, 전역움직임 분석부(214)는 영상의 전역움직임이 일정한지 여부는 인접영상간의 전역움직임의 합과 부호화할 영상의 전체 전역움직임과의 차이가 제1소정값보다 작은지 여부로 판단한다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이 현재 기 사용중인 부호화구조가 B픽처를 두개 사용하는 IBBP인 경우에 인접영상간의 전역움직임의 합 (GVM1+GVM2+GVM0)의 값이 전체 전역움직임인 GVM0와의 차이가 기설정된 제1소정값보다 작으면 영상의 전역움직임이 일정한 것으로 판단한다. (GVM1+GVM2+GVM0)와 GVM0와의 차이는 x축 y축 각각 비교하여 제1소정값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다.Meanwhile, the global motion analyzer 214 determines whether the global motion of the image is constant based on whether the difference between the sum of the global motions between adjacent images and the total global motion of the image to be encoded is smaller than the first predetermined value. That is, as shown in FIG. 4, when the current encoding structure is an IBBP using two B pictures, the value of the sum of global movements (GVM1 + GVM2 + GVM0) between adjacent images is different from that of GVM0, which is the entire global movement. If is smaller than the first predetermined value, it is determined that the global movement of the image is constant. The difference between (GVM1 + GVM2 + GVM0) and GVM0 may be compared with each of the x-axis and y-axis to determine whether the difference is smaller than the first predetermined value.

또한, 전역움직임 분석부(214)는 전역움직임이 작은지 여부는 전체 전역움직임의 절대값이 제2소정값보다 작은지 여부로 판단한다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이 현재 기 사용중인 부호화구조가 B픽처를 두개 사용하는 IBBP인 경우에 전체 전역움직임인 GVM0의 값이 기설정된 제2소정값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the global motion analysis unit 214 determines whether the global motion is small by whether the absolute value of the global global motion is smaller than the second predetermined value. That is, as shown in FIG. 5, when the currently used encoding structure is IBBP using two B pictures, it may be determined whether the value of GVM0 which is the entire global motion is smaller than the second predetermined value.

위에 언급한 바와 같이 전역움직임 분석부(214)는 영상의 전역움직임이 일정하고, 전역움직임이 작은 경우에 기 사용중인 B픽처 구조를 그대로 사용하도록 부호화구조를 결정하고, 영상의 전역움직임이 일정하지 않거나 전역움직임이 크다고 판단한 경우에는 B픽처를 사용하지 않는 IPPP의 부호화구조로 결정한다.As mentioned above, the global motion analysis unit 214 determines the encoding structure to use the B picture structure in use when the global motion of the image is constant and the global motion is small, and the global motion of the image is not constant. Otherwise, if it is determined that the global motion is large, it is determined by the IPPP encoding structure that does not use the B picture.

여기서 부호화구조를 나타내는 하나의 영상의 단위를 픽처로 가정하였으나, 실시예에 따라서는 하나의 영상의 단위는 슬라이스일 수도 있다.Here, although a unit of one image representing an encoding structure is assumed to be a picture, according to an exemplary embodiment, a unit of one image may be a slice.

영상시퀀스 발생부(216)는 전역움직임 분석부(214)에 의해 결정된 부호화구조에 따라 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생한다. 즉, IBBP 구조의 기 사용중인 부호화구조를 그대로 사용하는 것으로 부호화구조가 결정된 경우에는 픽처0, 픽처1, 픽처2, 픽처3의 순서로 영상시퀀스를 발생한다. 하지만, 전역움직임 분석부(214)에 의해 IPPP 구조로 부호화를 하는 것으로 결정된 경우에는 픽처0, 픽처4, 픽처2, 픽처3의 순서로 영상시퀀스를 발생한다. 참고로 여기서 픽처에 붙인 번호는 영상시퀀스 발생부(216)에 입력되는 영상의 순서나 발생되는 영상시퀀스의 순서를 의미하는 것은 아니며, 설명의 편의상 부호화구조 내의 픽처를 구분하기 위해 번호를 붙인 것이다.The image sequence generator 216 generates an image sequence from an image to be encoded according to an encoding structure determined by the global motion analyzer 214. That is, when the encoding structure is determined by using the existing encoding structure of the IBBP structure as it is, the image sequence is generated in the order of Picture 0, Picture 1, Picture 2, and Picture 3. However, if it is determined by the global motion analysis unit 214 to encode the IPPP structure, the video sequence is generated in the order of Picture 0, Picture 4, Picture 2, and Picture 3. For reference, numbers assigned to pictures do not mean the order of the images input to the image sequence generator 216 or the order of the generated image sequences. For convenience of description, the numbers assigned to the pictures are numbered to distinguish the pictures in the encoding structure.

한편, 영상시퀀스 발생부(216)는 영상시퀀스를 발생함에 있어서 하나의 픽처 또는 슬라이스를 고정크기 혹은 다양한 크기의 매크로블록으로 분할하여 발생할 수 있다.On the other hand, the image sequence generator 216 may be generated by dividing a picture or slice into a macroblock of fixed size or various sizes in generating the image sequence.

인터예측 부호화부(220)는 영상시퀀스 발생부(216)에서 발생되는 영상시퀀스 에 대하여 전역움직임 분석부(214)에서 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행한다. 여기서 인터예측 부호화부(220)는 도 1의 영상 부호화 장치(100)를 사용할 수 있다. 즉, 발생되는 영상시퀀스는 인터예측 부호화부(220)로 사용되는 영상 부호화 장치(100) 내의 가산기(120)에 입력될 수 있으며, 전역움직임 분석부(214)에 의해 결정된 부호화구조에 대한 정보는 예측기(110)에 입력될 수 있다. 또한, 인터예측 부호화부(220) 내의 부호화기(150)는 결정된 부호화구조를 부호화하여 비트스트림으로 변환할 수 있다.The inter prediction encoder 220 performs inter prediction encoding on the image sequence generated by the image sequence generator 216 according to the encoding structure determined by the global motion analyzer 214. In this case, the inter prediction encoder 220 may use the image encoding apparatus 100 of FIG. 1. That is, the generated image sequence may be input to the adder 120 in the image encoding apparatus 100 used as the inter prediction encoder 220, and the information about the encoding structure determined by the global motion analyzer 214 may be It may be input to the predictor 110. In addition, the encoder 150 in the inter prediction encoder 220 may encode the determined encoding structure and convert the encoding structure into a bitstream.

한편, 부호화구조 결정부(210)의 부호화구조를 결정하는 작업은 도 5와 같은 기 사용중인 부호화구조(예컨대 B픽처를 두개 사용하는 구조)로서 IBBP 구조에 대한 부호화가 완료되면 그 다음 영상에 대하요 부호화를 한다. 예를 들어 그 다음 영상이 IBBP 구조(혹은 PBBP 구조)인 경우 전역움직임으로부터 B픽처의 사용여부를 판단하여 IBBP 혹은 IPPP의 구조로 부호화를 할 것인지 여부를 결정할 수 있으며, 기 사용중인 구조가 PBBP인 경우에는 PBBP 혹은 PPPP의 구조로 부호화를 할 것인지 여부를 결정할 수 있다.Meanwhile, the operation of determining the encoding structure of the encoding structure determiner 210 is an existing encoding structure (for example, a structure using two B pictures) as shown in FIG. 5. Do this coding. For example, if the next image is an IBBP structure (or a PBBP structure), it is possible to determine whether to encode the IBBP or IPPP structure by determining whether the B picture is used from the global motion. In this case, it may be determined whether to encode in the structure of PBBP or PPPP.

또한, 이는 B픽처의 갯수가 두개인 부호화구조뿐만 아니라 임의의 B픽처 갯수(예컨대 1개)를 갖는 부호화구조에 대하여도 유사한 방법으로 해당 부호화구조에서 B픽처의 사용여부를 판단할 수 있다.In addition, it is possible to determine whether the B picture is used in the coding structure in a similar manner to the coding structure having the number of B pictures (for example, one) as well as the coding structure having two B pictures.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.6 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(600)는 복호화기(610), 역스캐너(620), 역양자화 및 역변환기(630), 예측기(640), 가산기(650) 및 필터(660)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 역스캐너(620)와 필터(660)는 반드시 포함되어야 하는 것은 아니며 구현 방식에 따라 선택적으로 생략될 수 있으며, 역스캐너(620)가 생략되는 경우에는 그 기능이 복호화기(610)에 통합되어 구현될 수 있다.The image decoding apparatus 600 according to an embodiment of the present invention includes a decoder 610, an inverse scanner 620, an inverse quantization and inverse transformer 630, a predictor 640, an adder 650, and a filter 660. It may be configured to include. In this case, the inverse scanner 620 and the filter 660 are not necessarily included and may be selectively omitted depending on the implementation manner. When the inverse scanner 620 is omitted, the function is integrated in the decoder 610. Can be implemented.

복호화기(610)는 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록 등에 대한 정보를 복호한다. 즉, 복호화기(610)는 부호화 데이터를 복호화하여 양자화 변환 계수열을 복원할 수 있는데, 영상 부호화 장치(100)에서 스캐너(140)의 기능이 부호화기(150)에 통합되어 구현된 경우 영상 복호화 장치(600)에서도 역스캐너(620)는 생략되어 그 기능이 복호화기(610)에 통합되어 구현되므로, 복호화기(610)는 복원된 양자화 변환 계수열을 역 스캐닝하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 복원하고, 잔여 움직임 벡터에 대한 정보를 복호하여 잔여 움직임 벡터를 복원할 수 있다.The decoder 610 decodes the encoded data and decodes information about the residual block, which has been transformed and quantized. That is, the decoder 610 may restore the quantization transform coefficient sequence by decoding the encoded data. When the function of the scanner 140 is integrated with the encoder 150 in the image encoding apparatus 100, the image decoding apparatus Since the inverse scanner 620 is also omitted at 600 and its function is integrated and implemented in the decoder 610, the decoder 610 inversely scans the reconstructed quantized transform coefficient sequence to recover the transformed and quantized residual blocks. In addition, the residual motion vector may be restored by decoding the information on the residual motion vector.

또한, 복호화기(610)는 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록뿐만 아니라 복호화에 필요한 정보들을 복호화하거나 추출할 수 있다. 예를 들어 블록 타입에 대한 정보, 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우에는 인트라 예측 모드에 대한 정보, 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우에는 움직임 벡터에 대한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보 등이 될 수 있지만, 이외의 다양한 정보들이 될 수도 있다. 또한 복호화기(610)는 결정된 부호화구조에 대한 정보를 추출할 수도 있다. 즉, 복호화기(610)는 추출한 결정된 부호화구조에 대한 정보를 예측기(640)로 전송하고, 예측기(640)는 기사용중인 부호화구조가 B픽처 두개를 사용하는 구조인 경우에, 결정된 부호화구조에 대한 정보에 따라 IBBP 구조(혹은 PBBP구조)로 복호화할 것인지 IPPP 구조(혹은 PPPP 구조)로 복호화할 것인지 여부를 결정하여 예측블록을 생성할 수 있다.In addition, the decoder 610 may decode the encoded data to decode or extract not only residual and transformed and quantized blocks but also information necessary for decoding. For example, information about a block type, information about an intra prediction mode when the prediction mode is an intra prediction mode, information about a motion vector when the prediction mode is an inter prediction mode, information about a transform and quantization type, and the like. However, it could be a variety of other information. In addition, the decoder 610 may extract information about the determined encoding structure. That is, the decoder 610 transmits the extracted information about the determined encoding structure to the predictor 640, and the predictor 640 is configured to determine the encoding structure when the encoding structure for the article uses two B pictures. The prediction block may be generated by determining whether to decode into an IBBP structure (or PBBP structure) or an IPPP structure (or PPPP structure) according to the information.

여기서, 결정된 부호화구조는 기 사용중인 기설정 부호화구조와는 다른 부호화구조이며, 또한 기 사용중인 부호화구조는 B픽처를 사용하는 부호화구조이고, 결정된 부호화구조는 B픽처를 사용하지 않는 부호화구조가 될 수 있다.Here, the determined coding structure is a coding structure different from the preset coding structure in use, and the coding structure in use is a coding structure using B picture, and the determined coding structure is a coding structure not using B picture. Can be.

블록 타입에 대한 정보는 역양자화 및 역변환기(630)와 예측기(640)로 전달될 수 있으며, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보는 역양자화 및 역변환기(630)로 전달될 수 있으며, 인트라 예측 모드에 대한 정보나 움직임 벡터에 대한 정보와 같은 예측에 필요한 정보들은 예측기(640)로 전달될 수 있다.The information about the block type may be delivered to the inverse quantization and inverse transformer 630 and the predictor 640, and the information about the transform and quantization type may be transferred to the inverse quantization and inverse transformer 630. Information necessary for prediction, such as information on the motion vector and the motion vector, may be transmitted to the predictor 640.

역 스캐너(620)는 복호화기(610)에서 양자화 변환 계수열을 복원하여 전달하면 양자화 변환 계수열을 역 스캐닝하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 복원한다. When the inverse scanner 620 restores and transfers the quantization transform coefficient sequence from the decoder 610, the inverse scanner 620 inversely scans the quantization transform coefficient sequence to restore the transformed and quantized residual block.

역 스캐너(620)는 추출된 양자화 계수열을 역 지그재그 스캔 등 다양한 역 스캐닝 방식으로 역 스캐닝하여 양자화 계수를 갖는 잔여 블록을 생성한다. 이때의 역 스캐닝 방식은 복호화기(610)에서 변환의 크기에 대한 정보를 얻어 이에 해당하는 역 스캐닝 방법을 사용하여 잔여 블록을 생성하게 된다.The inverse scanner 620 inversely scans the extracted quantization coefficient sequence by various inverse scanning schemes such as inverse zigzag scan to generate a residual block having the quantization coefficients. In this case, the inverse scanning method obtains information about the size of the transform from the decoder 610 and generates a residual block using the corresponding inverse scanning method.

또한, 복호화기(610) 또는 역스캐너(620)는 복호화기(610)에서 부호화 데이터를 복호화하여 복원되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 변환 및 양자화 타입에 따라 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 스캐닝한다. 여기서, 역스캐너(620)가 변환 및 양자화 타입에 따라 역 스캐닝하는 방법은 스캐너(140)가 변환 및 양자화된 잔여 블록의 양자화 변환 계수들을 스캐닝하는 방법을 역으로 수행하는 것과 동일 또는 유사하므로, 역 스캐닝하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Also, the decoder 610 or the inverse scanner 620 transforms and quantizes the residual block according to the transform and quantization type identified by the information on the transform and quantization type, which is recovered by decoding the encoded data in the decoder 610. Reverse scan. Here, the inverse scanning method of the inverse scanner 620 according to the transform and quantization type is the same or similar to that of the scanner 140 inversely performing the method of scanning the quantized transform coefficients of the residual block that is transformed and quantized. Detailed description of the scanning method is omitted.

역양자화 및 역변환기(630)는 복원되는 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원한다. 이때, 역양자화 및 역변환기(630)는 복호화기(610)로부터 전달되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 변환 및 양자화 타입에 따라 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환할 수 있다. 여기서, 역양자화 및 역변환기(630)가 변환 및 양자화된 잔여 블록을 변환 및 양자화 타입에 따라 역 양자화 및 역 변환하는 방법은 영상 부호화 장치(100)의 변환 및 양자화기(130)에서 변환 및 양자화 타입에 따라 변환 및 양자화하는 과정을 역으로 수행하는 것과 동일 또는 유사하므로, 역 양자화 및 역 변환하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Inverse quantization and inverse transformer 630 inverse quantizes and inverse transforms the transformed and quantized residual block to be recovered to recover the residual block. In this case, the inverse quantization and inverse transformer 630 may inversely quantize and inverse transform the residual and transformed quantized blocks according to the transform and quantization type identified by the information on the transform and quantization type transferred from the decoder 610. have. Here, the method of inverse quantization and inverse transformation by the inverse quantization and inverse transformer 630 according to the transform and quantization type according to the transform and quantization type is performed by the transform and quantizer 130 of the image encoding apparatus 100. Since the process of transforming and quantizing according to the type is the same as or similar to performing inverse, detailed description of the method of inverse quantization and inverse transformation is omitted.

예측기(640)는 블록 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 블록 타입에 따라 현재 블록의 크기와 형태를 결정하고, 예측에 필요한 정보에 의해 식별되는 인트라 예측 모드 또는 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 예측기(640)는 영상 부호화 장치(100)의 예측기(110)와 동일 또는 유사한 방법으로, 현재 블록을 서브블록으로 분할하고 분할된 서브블록별로 예측하여 생성되는 예측 서브블록을 결합하여 예측 블록을 생성할 수 있다.The predictor 640 determines the size and shape of the current block according to the block type identified by the information on the block type, and predicts the current block by using an intra prediction mode or a motion vector identified by the information required for prediction. A prediction block can be generated. In this case, the predictor 640 is the same or similar to the predictor 110 of the image encoding apparatus 100, and divides the current block into subblocks and combines the prediction subblocks generated by predicting the divided subblocks to predict the prediction blocks. Can be generated.

가산기(650)는 역양자화 및 역변환기(630)에 의해 복원되는 잔여 블록과 예측기(640)에 의해 생성되는 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다.The adder 650 reconstructs the current block by adding the residual block restored by the inverse quantization and inverse transformer 630 and the prediction block generated by the predictor 640.

필터(660)는 가산기(650)에 의해 복원되는 현재 블록을 필터링하고, 복원되어 필터링된 현재 블록은 픽처 단위로 누적되어 참조 픽처로서 메모리(미도시) 등에 저장되어 예측기(640)에서 다음 블록 또는 다음 픽처를 예측할 때 활용될 수 있다. The filter 660 filters the current block reconstructed by the adder 650, and the reconstructed filtered current block is accumulated in units of pictures and stored in a memory (not shown) as a reference picture to be stored in the next block or in the predictor 640. It can be used when predicting the next picture.

필터(660)가 필터링을 수행하는 방법은 영상 부호화 장치(100)의 필터(180)가 디블로킹 필터링하는 과정과 동일 또는 유사하므로, 필터링하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Since the method of performing the filtering by the filter 660 is the same as or similar to that of the deblocking filtering by the filter 180 of the image encoding apparatus 100, a detailed description of the filtering method is omitted.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치는 도 2의 영상 부호화 장치(200)의 부호화데이터(비트스트림) 출력단을 도 6의 영상 복호화 장치(600)의 부호화 데이터(비트스트림) 입력단에 연결함으로써 구현할 수 있다.Meanwhile, the image encoding / decoding apparatus according to an embodiment of the present invention uses the encoded data (bitstream) output terminal of the image encoding apparatus 200 of FIG. 2 to encode data (bitstream) of the image decoding apparatus 600 of FIG. 6. This can be achieved by connecting to the input.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치는, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 산출된 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 결정된 부호화구조에 따라 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하고 발생되는 영상시퀀스에 대하여 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 영상 부호화기(영상 부호화 장치(200)로 구현 가능); 및 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하고, 복호된 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하고 결정된 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 복원할 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 복원되는 잔여 블록과 예측 블록을 가산하여 복원될 현재 블록을 복원하는 영상 복호화기(영상 복호화 장치(600)로 구현 가능)를 포함한다.An image encoding / decoding apparatus according to an embodiment of the present invention calculates global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure, and adaptively determines an encoding structure in consideration of the calculated magnitude and amount of global motion. An image encoder for generating an image sequence from an image to be encoded according to the determined encoding structure and performing inter prediction encoding on the generated image sequence according to the encoding structure (which may be implemented by the image encoding apparatus 200); And decode the encoded data to decode information about the transformed and quantized residual block and the determined encoding structure, and inverse quantize and inverse transform the decoded transform and the quantized residual block to restore the residual block and obtain information on the determined encoding structure. And a video decoder (which can be implemented by the image decoding apparatus 600) to predict the current block to be reconstructed, to generate a prediction block, and to reconstruct the current block to be reconstructed by adding the reconstructed residual block and the prediction block.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임에 대한 정보를 산출하는 전역움직임 산출단계(S710), 전역움직임의 크기와 변화량을 분석하여 적응적으로 부호화구조를 결정하는 전역움직임 분석단계(S720), 결정된 부호화구조에 따라 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 영상시퀀스 발생단계(S730) 및 발생되는 영상시퀀스에 대하여 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 인터예측 부호화단계(S740)를 포함한다.In the video encoding method according to an embodiment of the present invention, a global motion calculating step (S710) of calculating information on global motion of an image to be encoded of an existing encoding structure, and adaptively analyzing the magnitude and amount of change of the global motion A global motion analysis step of determining an encoding structure (S720), an image sequence generation step (S730) of generating an image sequence from an image to be encoded according to the determined encoding structure, and inter prediction encoding according to the encoding structure determined for the generated image sequence. An inter prediction encoding step (S740) is performed.

여기서, 전역움직임 산출단계(S710)는 전역움직임 산출부(212)의 동작에, 전역움직임 분석단계(S720)는 전역움직임 분석부(214)의 동작에, 영상시퀀스 발생단계(S730)는 영상시퀀스 발생부(216)의 동작에, 인터예측 부호화단계(S740)는 인터예측 부호화부(220)의 동작에 각각 대응될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the global motion calculation step (S710) is the operation of the global motion calculation unit 212, the global motion analysis step (S720) is the operation of the global motion analysis unit 214, the image sequence generation step (S730) is the image sequence Since the inter prediction encoding operation S740 may correspond to the operation of the inter prediction encoding unit 220, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록, 잔여 움직임 벡터 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하는 복호화단계(S810), 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하는 역양자화 및 역변환단계(S820), 재설정 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측단계(S830) 및 복원되는 잔여 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산단계(S840)을 포함한다.An image decoding method according to an embodiment of the present invention includes a decoding step of decoding information about a transformed and quantized residual block, a residual motion vector, and a determined encoding structure by decoding encoded data (S810), and the transformed and quantized residual block. Inverse quantization and inverse transform step (S820) for restoring the residual block by inverse quantization and inverse transform, a prediction step (S830) for generating the prediction block by predicting the current block by using the information on the reset coding structure and the residual block to be recovered And an addition step (S840) of reconstructing the current block by adding the prediction block.

여기서, 복호화단계(S810)는 복호화기(610)의 동작에, 역양자화 및 역변환단계(S820)는 역양자화 및 역변환기(630)의 동작에, 예측단계(S830)는 예측기(650)의 동작에, 가산단계(S840)는 가산기(640)의 동작에 각각 대응될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the decoding step (S810) is the operation of the decoder 610, the inverse quantization and inverse transform step (S820) is the operation of the inverse quantization and inverse transformer 630, the prediction step (S830) is the operation of the predictor 650 In addition, since the adding step S840 may correspond to the operation of the adder 640, detailed description thereof will be omitted.

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.An image encoding / decoding method according to an embodiment of the present invention may be realized by combining the image encoding method according to an embodiment of the present invention and the image decoding method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법은, 영상을 부호화/복호화하는 방법에 있어서, 기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 산출된 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 결정된 부호화구조에 따라 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하고 발생되는 영상시퀀스에 대하여 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 영상 부호화단계; 및 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하고, 복호된 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하고 결정된 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 복원할 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 복원되는 잔여 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 영상 복호화단계를 포함한다.In an image encoding / decoding method according to an embodiment of the present invention, in the method of encoding / decoding an image, the global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure is calculated and the calculated magnitude and amount of change of the global motion are calculated. An image encoding step of adaptively determining an encoding structure, generating an image sequence from an image to be encoded according to the determined encoding structure, and performing inter prediction encoding according to the encoding structure determined on the generated image sequence; And decode the encoded data to decode information about the transformed and quantized residual block and the determined encoding structure, and inverse quantize and inverse transform the decoded transform and the quantized residual block to restore the residual block and obtain information on the determined encoding structure. And predicting a current block to be reconstructed, generating a prediction block, and adding a residual block and the prediction block to be reconstructed to reconstruct the current block.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each or all of the components may be selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. The storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be inherent unless specifically stated otherwise, and thus excludes other components. It should be construed that it may further include other components instead. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

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 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 동영상의 전역 움직임을 탐색하고 분석하여 적응적으로 부호화 효율이 더 좋은 부호화 구조를 선택하여 적응적으로 부호화 구조를 사용함으로써 더욱 높은 압축 효율을 얻음으로써 같은 비트율에서 더 우수한 복원 화질을 얻는 효과가 있어 산업상 이용가능성이 크다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, a higher compression efficiency is obtained by searching for and analyzing global motion of a video to adaptively select a coding structure having a better coding efficiency, and adaptively using the coding structure. It has the effect of obtaining better reconstructed picture quality at the same bit rate, which is therefore industrially applicable.

Claims (20)

영상을 부호화/복호화하는 장치에 있어서,
기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하고 상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 영상 부호화기; 및
부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하고, 상기 복호된 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하고 상기 결정된 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 복원할 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 복원될 현재 블록을 복원하는 영상 복호화기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화/복호화 장치.An apparatus for encoding / decoding a video,
Compute global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure, and adaptively determine an encoding structure in consideration of the magnitude and amount of change of the global motion, and generate an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure. An image encoder to perform inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure; And
Decode the encoded data to decode the information about the transformed and quantized residual block and the determined encoding structure, and inversely quantize and inverse transform the decoded transform and the quantized residual block to restore the residual block and to obtain the information about the determined encoding structure. An image decoder which predicts a current block to be reconstructed, generates a prediction block, and adds the reconstructed residual block and the prediction block to reconstruct the current block to be reconstructed
Image encoding / decoding apparatus comprising a. 영상을 부호화하는 장치에 있어서,
기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 부호화구조 결정부; 및
상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 인터예측 부호화부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.In the apparatus for encoding a video,
Computing global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure, adaptively determining an encoding structure in consideration of the magnitude and the amount of change of the global motion, and generating an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure. An encoding structure determiner; And
An inter prediction encoder configured to perform inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure.
An image encoding apparatus comprising a. 제 2항에 있어서, 상기 전역움직임은,
기 사용중인 부호화구조 상에서 영상간의 화소값 차이를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.The method of claim 2, wherein the global movement,
And an image encoding apparatus using the difference in pixel values between the images on the encoding structure being used. 제 2항에 있어서, 상기 부호화구조 내의 영상의 단위는,
픽처 또는 슬라이스인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.The method of claim 2, wherein the unit of the image in the encoding structure,
An image encoding device, characterized in that the picture or slice. 제 2항에 있어서, 상기 결정된 부호화구조는,
인접영상간의 전역움직임의 합과 상기 부호화할 영상의 전체 전역움직임과의 차이가 제1소정값보다 작고 상기 전체 전역움직임의 절대값이 제2소정값보다 작은 경우 기 사용중인 부호화구조를 사용하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.The method of claim 2, wherein the determined encoding structure,
If the difference between the sum of the global motions between adjacent images and the total global motions of the image to be encoded is smaller than the first predetermined value and the absolute value of the total global motions is smaller than the second predetermined value, the existing encoding structure is used. And an image encoding device. 제 2항에 있어서, 상기 기 사용중인 부호화구조는,
B픽처 또는 B슬라이스가 포함된 부호화구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.The method of claim 2, wherein the pre-used encoding structure,
An image encoding apparatus, characterized in that it is an encoding structure including a B picture or a B slice. 제 2항에 있어서, 상기 인터예측 부호화부는,
상기 결정된 부호화구조를 부호화하여 비트스트림으로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.The method of claim 2, wherein the inter prediction encoder,
And encoding the determined encoding structure into a bitstream. 제 2항에 있어서, 상기 부호화구조 결정부는,
기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임에 대한 정보를 산출하는 전역움직임 산출부;
상기 전역움직임의 크기와 변화량을 분석하여 적응적으로 부호화구조를 결정하는 전역움직임 분석부; 및
상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 영상시퀀스 발생부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.The method of claim 2, wherein the encoding structure determiner,
A global motion calculating unit configured to calculate information about global motion of an image to be encoded of an existing encoding structure;
A global motion analysis unit for adaptively determining an encoding structure by analyzing the magnitude and the amount of change of the global motion; And
An image sequence generator for generating an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure.
An image encoding apparatus comprising a. 영상을 복호화하는 장치에 있어서,
부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록, 잔여 움직임 벡터 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하는 복호화기;
상기 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하는 역양자화 및 역변환기;
상기 재설정 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측기; 및
상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 가산기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.In the apparatus for decoding an image,
A decoder that decodes the encoded data and decodes information about the transformed and quantized residual block, the residual motion vector, and the determined encoding structure;
An inverse quantization and inverse transformer for reconstructing the residual block by inverse quantization and inverse transformation of the transformed and quantized residual block;
A predictor generating a prediction block by predicting a current block by using the information on the reset encoding structure; And
An adder for reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block;
Video decoding apparatus comprising a. 제 9항에 있어서,
상기 결정된 부호화구조는 기 사용중인 기설정 부호화구조와는 다른 부호화구조이며,
상기 기 사용중인 부호화구조는 B픽처를 사용하는 부호화구조이고, 상기 결정된 부호화구조는 B픽처를 사용하지 않는 부호화구조인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.The method of claim 9,
The determined coding structure is a coding structure different from the preset coding structure in use.
The encoding structure being used is an encoding structure using a B picture, and the determined encoding structure is an encoding structure not using a B picture. 영상을 부호화/복호화하는 방법에 있어서,
기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하고 상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 영상 부호화단계; 및
부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하고, 상기 복호된 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하고 상기 결정된 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 복원할 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 복원될 현재 블록을 복원하는 영상 복호화단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화/복호화 방법.In the method of encoding / decoding an image,
Compute global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure, and adaptively determine an encoding structure in consideration of the magnitude and amount of change of the global motion, and generate an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure. An image encoding step of performing inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure; And
Decode the encoded data to decode the information about the transformed and quantized residual block and the determined encoding structure, and inversely quantize and inverse transform the decoded transform and the quantized residual block to restore the residual block and to obtain the information about the determined encoding structure. An image decoding step of predicting a current block to be reconstructed using the second generation unit to generate a prediction block, and adding the reconstructed residual block and the prediction block to reconstruct the current block to be reconstructed
Image encoding / decoding method comprising a. 영상을 부호화하는 방법에 있어서,
기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임 정보를 산출하고 상기 전역움직임의 크기와 변화량을 고려하여 적응적으로 부호화구조를 결정하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 부호화구조 결정단계; 및
상기 발생되는 영상시퀀스에 대하여 상기 결정된 부호화구조에 따라 인터예측 부호화를 수행하는 인터예측 부호화단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.In the method of encoding an image,
Computing global motion information of an image to be encoded of an existing encoding structure, adaptively determining an encoding structure in consideration of the magnitude and the amount of change of the global motion, and generating an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure. Encoding structure determining step; And
An inter prediction encoding step of performing inter prediction encoding on the generated image sequence according to the determined encoding structure;
Image encoding method comprising a. 제 12항에 있어서, 상기 전역움직임은,
기 사용중인 부호화구조 상에서 영상간의 화소값 차이를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.The method of claim 12, wherein the global movement,
The image encoding method, characterized in that the calculation using the difference in the pixel value between the image on the encoding structure being used. 제 12항에 있어서, 상기 부호화구조 내의 영상의 단위는,
픽처 또는 슬라이스인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.The method of claim 12, wherein the unit of the image in the encoding structure,
An image encoding method, characterized in that the picture or slice. 제 12항에 있어서, 상기 결정된 부호화구조는,
인접영상간의 전역움직임의 합과 상기 부호화할 영상의 전체 전역움직임과의 차이가 제1소정값보다 작고 상기 전체 전역움직임의 절대값이 제2소정값보다 작은 경우 기 사용중인 부호화구조를 사용하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.The method of claim 12, wherein the determined encoding structure,
If the difference between the sum of the global motions between adjacent images and the total global motions of the image to be encoded is smaller than the first predetermined value and the absolute value of the total global motions is smaller than the second predetermined value, the existing encoding structure is used. An image encoding method. 제 12항에 있어서, 상기 기 사용중인 부호화구조는,
B픽처 또는 B슬라이스가 포함된 부호화구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.The method of claim 12, wherein the pre-used encoding structure,
The video encoding method, characterized in that the encoding structure containing a B picture or a B slice. 제 12항에 있어서, 상기 인터예측 부호화단계에서는,
상기 결정된 부호화구조를 부호화하여 비트스트림으로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.The method of claim 12, wherein in the inter prediction encoding step,
And encoding the determined encoding structure into a bitstream. 제 12항에 있어서, 상기 부호화구조 결정단계는,
기 사용중인 부호화구조의 부호화할 영상의 전역움직임에 대한 정보를 산출하는 전역움직임 산출단계;
상기 전역움직임의 크기와 변화량을 분석하여 적응적으로 부호화구조를 결정하는 전역움직임 분석단계; 및
상기 결정된 부호화구조에 따라 상기 부호화할 영상으로부터 영상시퀀스를 발생하는 영상시퀀스 발생단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.The method of claim 12, wherein the encoding structure determination step,
A global motion calculating step of calculating information about global motions of an image to be encoded of an existing encoding structure;
A global motion analysis step of adaptively determining an encoding structure by analyzing the magnitude and variation of the global motion; And
An image sequence generation step of generating an image sequence from the image to be encoded according to the determined encoding structure.
Image encoding method comprising a. 영상을 복호화하는 방법에 있어서,
부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록, 잔여 움직임 벡터 및 결정된 부호화구조에 대한 정보를 복호하는 복호화단계;
상기 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하는 역양자화 및 역변환단계;
상기 재설정 부호화구조에 대한 정보를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측단계; 및
상기 복원되는 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 가산단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.In the method of decoding an image,
A decoding step of decoding the encoded data and decoding information on the transformed and quantized residual block, the residual motion vector, and the determined encoding structure;
Inverse quantization and inverse transformation for restoring the residual block by inverse quantization and inverse transformation of the transformed and quantized residual block;
A prediction step of predicting a current block by using the information on the reset encoding structure to generate a prediction block; And
An addition step of reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block;
Image decoding method comprising a. 제 19항에 있어서,
상기 결정된 부호화구조는 기 사용중인 기설정 부호화구조와는 다른 부호화구조이며,
상기 기 사용중인 부호화구조는 B픽처를 사용하는 부호화구조이고, 상기 결정된 부호화구조는 B픽처를 사용하지 않는 부호화구조인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
The method of claim 19,
The determined coding structure is a coding structure different from the preset coding structure in use.
The encoding structure being used is an encoding structure using a B picture, and the determined encoding structure is an encoding structure not using a B picture.
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