KR20130029026A - 픽셀 블록을 코딩하고 재구성하기 위한 방법 및 대응하는 디바이스들 - Google Patents

픽셀 블록을 코딩하고 재구성하기 위한 방법 및 대응하는 디바이스들 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 픽셀들의 블록을 코딩하기 위한 방법과 관련되고, 이 방법은,
- 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 단계(10);
- 상기 픽셀 블록과 상기 예측 블록 사이의 나머지를 계산하는 단계(12); 및
- 상기 나머지를 코딩하는 단계(14)
를 포함한다.
상기 예측 블록의 결정은,
- 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 단계(110);
- 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 단계(120); 및
- 제1 변환된 블록을, 기저 함수들이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 역인 제2 변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 단계(130)
를 포함하고, 상기 예측 블록은 제2 변환된 블록으로부터 추출된다(140).

Description

픽셀 블록을 코딩하고 재구성하기 위한 방법 및 대응하는 디바이스들{METHOD FOR CODING AND RECONSTRUCTING A PIXEL BLOCK AND CORRESPONDING DEVICES}
본 발명은 이미지 코딩의 일반적인 영역에 관한 것이다. 더욱 정확하게는, 본 발명은 픽셀 블록을 코딩하기 위한 방법 및 그러한 블록을 재구성하기 위한 방법에 관한 것이다.
서브 픽셀 정확도에서 모션 벡터들을 추정할 수 있는 모션 추정 모듈을 포함하는 비디오 코딩 디바이스들이 알려져 있다. 예로서, 모션 추정 모듈은 픽셀의 1/2, 1/4, 가능하게는 1/8에서 보간 필터들(interpolation filters)을 이용하여 보간된 이미지에서의 변위들(displacements)을 추정한다.
모션 벡터들이 픽셀의 1/8보다 작은 서브 픽셀 정확도로 추정될 수 있게 하는 상관자들(correlators)(예를 들어, 위상 상관) 또는 글로벌 모션 추정들(global motion estimations)을 이용하는 모션 추정 모듈들도 알려져 있다.
그의 사이즈가 클 수 있고 그의 정확도가 픽셀의 1/8로 제한될 수 있는 보통의 보간 필터들은 모션 보상이 이루어지는 모션 벡터가 픽셀의 1/8보다 작은 서브 픽셀 정확도에서 성분들(components)을 가질 때 정확한 모션 보상을 허용하지 않는다. 이러한 보통의 보간 필터는 1/2 픽셀에서 보간을 행하기 위한 ISO/IEC 표준 14496-10의 섹션 8.4.2.2에 설명되어 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점 중 적어도 하나를 극복하기 위한 것이다. 이 목적을 위해, 본 발명은 픽셀들의 블록을 코딩하기 위한 방법과 관련되고, 이 방법은,
- 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 단계;
- 상기 픽셀 블록과 상기 예측 블록 사이의 나머지를 계산하는 단계; 및
- 상기 나머지를 코딩하는 단계
를 포함한다.
유리하게는, 상기 예측 블록의 결정은,
- 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 단계;
- 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 단계; 및
- 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들(basis functions)이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 제2 역변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 단계
를 포함하고, 상기 예측 블록은 상기 제2 변환된 블록으로부터 추출된다.
제1 실시예에 따르면, 상기 중간 예측 블록은, 성분들이 상기 모션 벡터의 성분들의 정수부인 중간 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록의 모션 보상에 의해 획득된 블록에 모션의 방향으로 적어도 픽셀들의 라인 및 적어도 픽셀들의 컬럼을 부가함으로써 결정되고, 상기 제2 변환의 상기 기저 함수들은 상기 모션 벡터의 성분들의 소수부들에 의해 시프트된다.
제1 실시예에 따르면, 상기 중간 예측 블록은, 상기 중간 예측 블록의 사이즈가 상기 모션 벡터의 성분들의 정수부들에 대응하는 변위보다 엄밀히 더 크게 되도록 코딩될 픽셀들의 블록과 같은 장소에 배치된(co-located) 블록에 모션의 방향으로 적어도 픽셀들의 라인 및 적어도 픽셀들의 컬럼을 부가함으로써 결정되고, 상기 제2 변환의 상기 기저 함수들은 상기 모션 벡터의 전체 성분들에 의해 시프트된다.
본 발명의 특정 특성에 따르면, 상기 중간 예측 블록의 사이즈는 2의 제곱이다.
본 발명의 다른 특정 특성에 따르면, 상기 제1 변환은 2D 이산 코사인 변환(discrete cosine transform)이다.
또한, 본 발명은 픽셀 블록을 재구성하기 위한 방법과 관련되고, 이 방법은,
- 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 단계;
- 상기 픽셀 블록에 대한 나머지를 디코딩하는 단계;
- 상기 예측 블록 및 상기 나머지로부터 상기 픽셀 블록을 재구성하는 단계
를 포함한다.
유리하게는, 상기 예측 블록의 결정은,
- 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 단계;
- 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 단계; 및
- 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 제2 역변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 단계
를 포함하고, 상기 예측 블록은 상기 제2 변환된 블록으로부터 추출된다.
또한, 본 발명은 픽셀 블록을 코딩하기 위한 디바이스와 관련되고, 이 디바이스는,
- 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 수단;
- 상기 픽셀 블록과 상기 예측 블록 사이의 나머지를 계산하는 수단;
- 상기 나머지를 코딩하는 수단
을 포함한다.
유리하게는, 상기 예측 블록의 결정 수단은,
- 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 수단;
- 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 수단; 및
- 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 제2 역변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 수단; 및
- 상기 제2 변환된 블록으로부터 상기 예측 블록을 추출하는 수단
을 포함한다.
또한, 본 발명은, 픽셀 블록을 재구성할 목적으로 스트림을 디코딩하기 위한 디바이스와 관련되고, 이 디바이스는,
- 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 수단;
- 상기 스트림으로부터 상기 픽셀 블록에 대한 나머지를 디코딩하는 수단;
- 상기 예측 블록 및 상기 나머지로부터 상기 픽셀 블록을 재구성하는 수단
을 포함한다.
유리하게는, 상기 예측 블록의 결정 수단은,
- 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 수단;
- 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 수단;
- 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 제2 역변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 수단; 및
- 상기 제2 변환된 블록으로부터 상기 예측 블록을 추출하는 수단
을 포함한다.
본 발명은 첨부 도면들을 참조하여, 비-제한적 실시예들 및 유리한 구현들에 의해 더 잘 이해되고 예시될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 코딩 방법을 도시한다.
도 2 및 3은 코딩될 블록 Bc 및 중간 예측 블록 b'을 도시한다.
도 4는 변환된 블록 B2 및 예측 블록 Bp을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 재구성 방법을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 코딩 디바이스를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 디코딩 디바이스를 도시한다.
도 1은, 본 발명에 따라, 이미지 Ic의 픽셀 블록 Bc을 코딩하기 위한 방법을 도시하고, Bc는 M 정수인 사이즈 MxM의 블록이다. 픽셀 블록 Bc은 이미지 시퀀스의 이미지 Ic에 속한다. 단계 10 동안, 예측 블록 Bp은 Vx=dx+dxrs 및 Vy=dy+dyrs인 성분들 (Vx, Vy)의 모션 벡터 Vp로부터 코딩될 픽셀 블록 Bc에 대해 결정되고, 여기서, (dx, dy)는 성분들의 정수부들이고, (dxrs , dyrs)는 성분들의 소수부들이다. 예를 들어, Vx=2.28이면, dx=2 및 dxrs=0.28이고, Vx=-3.73이면, dx=-3 및 dxrs=-0.73이다. 블록 Bc와 연관된 이 모션 벡터 Vp는 예를 들어 위상 상관(phase correlation)에 의한 모션 추정 또는 심지어 글로벌 모션 추정(global motion estimation)으로부터 나온다. Vp는 현재의 이미지 Ic와 참조 이미지 Ir 사이의 블록 Bc의 변위(displacement)를 표시한다. 본 발명은 모션 벡터 Vp를 획득하는 데 이용되는 방법에 의해 한정되지 않는다. 모션 보상 단계라고도 알려진, 예측 블록 Bp을 결정하기 위한 단계(10)는, 도 2에 표현된 제1 실시예에 따라, 도 2에 예시된 바와 같이 성분들이 모션 벡터 Vp의 성분들의 정수부들 (dx, dy)인 중간 모션 벡터로부터 참조 이미지 Ir 내의 중간 예측 블록 b'을 결정하기 위한 단계(110)를 포함한다. 중간 예측 블록 b'은 성분들 (dx, dy)의 중간 모션 벡터로부터 블록 Bc의 모션 보상에 의해 획득되는 블록 b을 포함한다. b'는 사이즈 NxN이고, N은 M보다 엄밀히 더 크다. 제1 변형에서, N=M+1이다. 더욱 정밀하게, 블록 b'은 도 2에 예시된 바와 같이 변위/움직임의 방향으로 그의 측면들 중 2에서 적어도 1 픽셀 라인 및 1 픽셀 컬럼을 블록 b에 부가함으로써 획득된다. 모션의 방향은 모션 벡터 Vp에 의해 주어진다. 따라서, 도 2에서, 서브 픽셀 변위는 블록 b'에서 오른쪽 아래로 일어난다. 따라서, 블록 b'은 블록 b에 대하여 꼭대기에서 1 픽셀 라인 및 왼쪽에서 1 픽셀 컬럼만큼 증가된 블록이다.
예를 들어, 코딩될 블록 Bc 및 따라서 연관된 예측 블록 Bp이 사이즈 8x8의 블록인 경우, 중간 예측 블록 b'은 도 2에 예시된 바와 같이 모션의 방향으로 1 픽셀 라인 및 1 픽셀 컬럼을 블록 b에 부가함으로써 획득되는 사이즈 9x9의 블록이다.
제2 실시예 변형에 따르면, 중간 예측 블록 b'은 N이 2의 제곱이도록 변위/움직임의 방향으로 그의 측면들 중 2에서 필요한 수의 픽셀 라인들 및 컬럼들을 블록 b에 부가함으로써 획득된다. 이 변형은 고속 변환 알고리즘들이 이용될 수 있게 한다.
중간 예측 블록 b'은 그 다음에 단계 120 동안 디멘젼 N의 제1 변환 T에 의해 제1 변환된 블록 B1으로 변환된다. T는 예를 들어, 기저 함수들 c(i,j)이 다음과 같이 정의되는 분리형 DCT("discrete cosine transform") 변환이다:
Figure pat00001
및
Figure pat00002
및
Figure pat00003

따라서,
Figure pat00004
제1 변환된 블록 B1은, 단계 130 동안, 기저 함수들이 모션 벡터 Vp의 성분들의 소수부들 (dxrs , dyrs)에 의해 시프트되는, 제1 변환의 제2 역변환에 의해 제2 변환된 블록 B2으로 변환된다. 제2 변환은 예를 들어, 기저 함수들이 다음과 같이 정의되는 역 DCT 변환이다:
Figure pat00005
및
Figure pat00006
Figure pat00007
및
Figure pat00008
따라서, 기저 함수들은 도 2를 참고하여 설명된 경우에서 모션 벡터의 성분들의 소수부들 (dxrs , dyrs)에 의해 시프트된다.
따라서,
Figure pat00009
단계 140 동안, 예측 블록 Bp은 제2 변환된 블록 B2으로부터 블록 b에 대응하는 부분을 추출함으로써 획득된다. 도 2의 특정 경우에서, 블록 Bp는 B2로부터 제1 픽셀 라인 및 제1 픽셀 컬럼을 삭제함으로써 획득된다.
따라서 중간 예측 블록 b'은 역 변환들 (3) 및 (4)를 통한 중간 예측 블록 b' 내부의 이미지 신호의 서브 픽셀 변위들이 중간 예측 블록 b'의 픽셀들로부터 블록 b의 픽셀들로(즉, 모션과 반대 방향으로) 실행되도록 픽셀 라인들 및 컬럼들을 부가함으로써 블록 b로부터 획득된다.
단계 12 동안, 픽셀 블록 Bc과 예측 블록 Bp 사이에 나머지 또는 나머지 블록이 계산된다. 나머지는 일반적으로 코딩될 픽셀 블록 Bc과 단계 10에서 결정된 예측 블록 Bp 사이에 픽셀마다(pixel by pixel) 구별함으로써 계산된다. 이 차이는 가능하게는 발광 변화 모델(luminosity variation model)을 고려하여 가중화된다.
단계 14 동안, 나머지는 코딩된 데이터 스트림으로 코딩된다. 이 단계는 일반적으로 나머지의 변환, 양자화(quantization) 및 엔트로피 코딩(entropy coding)을 포함한다. 이 단계들은 비디오 코더들에 대한 기술분야의 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있고 더 설명되지 않는다. 이 단계 14는 가능하게는 코딩될 픽셀 블록 Bc과 연관된 모션 벡터 Vp의 코딩을 포함한다. 일 변형에 따르면, 모션 벡터는 코딩되지 않는다. 예를 들어, 코딩될 픽셀 블록 Bc과 연관된 모션 벡터 Vp는 템플릿 매칭 타입(template matching type)의 동일한 방법에 의해 코더 및 디코더 측에서 결정된다.
제2 실시예에 따르면, 단계 110에서 결정된 중간 예측 블록 b'은 그것을 확대함으로써, 즉, 벡터 Vp의 정수부들 (dx, dy)에 대응하는 변위보다 엄밀히 더 큰 사이즈 NxN까지 모션의 방향으로, 하나 이상의 픽셀 라인들 및 컬럼들을 부가함으로써, 이미지 Ir의 블록 Bc과 같은 장소에 배치된(co-located) 블록 b로부터 획득되고, 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 N>dx 및 N>dy이다. 이 사이즈는 예를 들어 고속 변환 알고리즘들이 이용될 수 있게 하기 위하여 2의 제곱이다.
중간 예측 블록 b'은 그 다음에 단계 120 동안 제1 변환 T에 의해 제1 변환된 블록 B1으로 변환된다. T는 예를 들어, 분리형 DCT("discrete cosine transform")이다. 따라서,
Figure pat00010
제1 변환된 블록 B1은 단계 130 동안, 기저 함수들이 모션 벡터의 성분들의 정수 및 소수 부들에 의해 시프트되는 제1 변환의 제2 역변환에 의해 제2 변환된 블록 B2으로 변환된다.
제2 변환은 예를 들어, 기저 함수들이 다음과 같이 정의되는 역 DCT 변환이다:
Figure pat00011
Figure pat00012
따라서, 기저 함수들은 도 3을 참고하여 설명된 경우에서 모션 벡터 Vp의 성분들에 의해 시프트된다.
따라서,
Figure pat00013
단계 140 동안, 예측 블록 Bp은 제2 변환된 블록 B2으로부터 같은 장소에 배치된 블록 b에 대응하는 부분을 추출함으로써 획득된다. 도 4에서, 블록 Bp는 해칭되어 있다.
본 발명에 따른 코딩 방법의 이점들 중 하나는, 보통의 보간 필터들의 서포트들보다 더 작은 서포트를 이용한다는 것이다. 그래서, 1/4 픽셀 보간에 대해서, 보통의 보간 필터들은 6 계수와 동일한 길이를 갖는다. 이러한 보간 필터들의 이용은 이미지 에지들에 문제를 가하고 패딩 기법들의 이용을 필요하게 만든다. 본 발명에 따른 방법은 이 문제로부터 벗어날 수 있게 한다. 사실상, 이미지 에지들에서, N=M+1인 제1 실시예가 우선적으로 이용된다.
도 5는, 본 발명에 따라, 코딩된 데이터의 스트림 F로부터 픽셀 블록 Bc을 재구성하기 위한 방법을 표현한다.
코딩 방법의 단계들과 동일한 단계들은 동일한 수치 참조들을 이용하여 도 5에서 식별되고, 더 설명되지 않는다.
단계 10 동안, 예측 블록은 Vx=dx+dxrs 및 Vy=dy+dyrs인 성분들 (Vx, Vy)의 모션 벡터 Vp로부터 코딩될 픽셀 블록에 대해 결정된다. 이 벡터는 예를 들어 코딩된 데이터의 스트림 F의 부분의 디코딩으로부터 생긴다. 일 변형에 따르면, 벡터 Vp는 템플릿 매칭에 의해 결정된다. 단계 10은 특히 예측 블록 Bp을 결정하기 위해 단계들 110, 120, 130 및 140을 포함한다. 이들 단계들은 코딩 방법에 대해 도 1을 참고로 설명한 것들과 동일하다. 코딩 방법에 대해 설명된 변형예들은 디코딩 방법에도 적용가능하다.
단계 22 동안, 스트림 F로부터 재구성될 블록 Bc에 대해 나머지가 디코딩된다. 이 단계는 일반적으로 스트림 F의 적어도 한 부분의 엔트로피 디코딩, 역 양자화 및 역 변환을 포함한다. 이 단계들은 비디오 코더들에 대한 기술분야의 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있고 더 설명되지 않는다. 이것들은 코딩 방법의 단계 14에서 실행되는 것들과 역인 단계들이다.
단계 24 동안, 블록 Bc은 나머지 및 예측 블록 Bp으로부터 재구성된다. 블록 Bc은 일반적으로 단계 10에서 결정된 예측 블록 및 나머지를 픽셀마다 부가함으로써 재구성된다. 이 합은 가능하게는 발광 변화 모델을 고려하여 가중화된다.
본 발명은 또한 도 6을 참고하여 설명된 코딩 디바이스(12) 및 도 7을 참고하여 설명된 디코딩 디바이스(13)와 관련된다. 이 도면에서, 도시된 모듈들은 물리적으로 구별가능한 유닛들에 대응할 수 있거나 대응하지 않을 수 있는 기능 유닛들이다. 예를 들어, 이 모듈들 또는 그것들 중 일부는 단일 컴포넌트 또는 회로에서 함께 그룹화될 수 있거나, 동일한 소프트웨어의 기능들을 구성한다. 반대로, 일부 모듈들은 별개의 물리적 엔티티들로 이루어질 수 있다.
코딩 디바이스(12)는 이미지들의 시퀀스에 속하는 이미지들 I을 입력에서 수신한다. 각각의 사진은, 예를 들어, 루미넌스(luminance) 및/또는 크로미넌스(chrominance)의, 각각이 사진 데이터의 적어도 하나의 아이템이 연관되는, 픽셀들의 블록들로 분할된다. 코딩 디바이스(12)는 특히 시간 예측을 갖는 코딩을 구현한다. 시간 예측에 의한 코딩 또는 인터(INTER) 코딩에 관한 코딩 디바이스(12)의 모듈들만이 도 6에 표현된다. 비디오 코더들에 대한 이 기술분야의 통상의 기술자들에게 제시 및 공지되지 않은 다른 모듈들은 공간 예측을 갖거나 갖지 않는 인트라(INTRA) 코딩을 구현한다. 코딩 디바이스(12)는 특히 res로 표시된 나머지 또는 나머지 블록을 발생하기 위해 현재의 블록 Bc으로부터 예측 블록 Bp을 픽셀마다 감산할 수 있는 계산 모듈 ADD1을 포함한다. 그것은 또한 나머지 블록 res을 변환하고 나서 양자화된 데이터로 양자화할 수 있는 모듈 TQ을 포함한다. 변환 T은 예를 들어 DCT이다. 코딩 디바이스(12)는 또한 양자화된 데이터를 코딩된 데이터의 스트림 F으로 코딩할 수 있는 엔트로피 코딩 모듈 COD을 포함한다. 그것은 또한 모듈 TQ의 역 연산을 실행하는 모듈 ITQ을 포함한다. 모듈 ITQ은 역 양자화 다음에 역 변환을 실행한다. 모듈 ITQ은 메모리 MEM에 저장되는 재구성된 이미지 데이터의 블록을 발생하기 위해 모듈 ITQ로부터의 데이터의 블록 및 예측 블록 Bp을 픽셀마다 부가할 수 있는 계산 모듈 ADD2에 접속된다.
코딩 디바이스(12)는 또한 메모리 MEM에 저장된 참조 이미지 Ir와 블록 Bc 사이의 적어도 하나의 모션 벡터 Vp를 추정할 수 있는 모션 추정 모듈 ME을 포함하고, 이 이미지는 이전에 코딩되고 나서 재구성되었다. 일 변형에 따르면, 모션 추정은 Ir에 대응하는 소스 이미지와 현재의 블록 Bc 사이에 행해지고, 이 경우, 메모리 MEM는 모션 추정 모듈 ME에 접속되지 않는다. 이 기술분야의 통상의 기술자들에게 잘 알려진 방법에 따르면, 모션 추정 모듈은 상기 모션 벡터를 이용하여 식별된, 각각 대응하는 소스 이미지에서의, 참조 이미지 Ir의 블록과 현재의 블록 Bc 사이에 계산된 에러를 최소화하기 위해 모션 벡터에 대해, 각각 대응하는 소스 이미지에서, 참조 이미지 Ir에서 검색한다. 일 변형에 따르면, 모션 벡터는 위상 상관 또는 글로벌 모션 추정에 의해 결정된다. 모션 데이터는 모션 추정 모듈 ME에 의해 코딩 모드들의 미리 정의된 세트에서 블록 Bc에 대한 코딩 모드를 선택할 수 있는 결정 모듈 DECISION에 전송된다. 선택된 코딩 모드는 예를 들어 비트레이트 왜곡 타입 기준(bitrate-distortion type criterion)을 최소화하는 것이다. 그러나, 본 발명은 이 선택 방법으로 제한되지 않고, 선택된 모드는 다른 기준, 예를 들어, 연역적(a priori) 타입 기준에 따라 선택될 수 있다. 모션 데이터, 예를 들어, 시간 예측 모드 또는 INTER 모드의 경우에 모션 벡터 또는 벡터들뿐만 아니라, 결정 모듈 DECISION에 의해 선택된 코딩 모드는 예측 모듈 PRED에 전송된다. 모션 벡터 또는 벡터들 및 선택된 코딩 모드는 또한 스트림 F에서 코딩될 엔트로피 코딩 모듈 COD에 전송된다. 예측 모드 INTER가 결정 모듈 DECISION에 의해 유지되면, 예측 모듈 PRED은 앞서 재구성되어 메모리 MEM에 저장된 참조 이미지 Ir에서, 모션 추정 모듈 ME에 의해 결정된 모션 벡터로부터 예측 블록 Bp을 결정한다. 예측 모드 INTRA가 결정 모듈 DECISION에 의해 유지되면, 예측 모듈 PRED은 현재 이미지에서, 앞서 코딩되어 메모리 MEM에 저장된 블록들 중에서, 예측 블록 Bp을 결정한다.
예측 모듈 PRED은 도 1을 참고하여 설명된 코딩 방법의 단계들 110, 120, 130 및 140에 따라 예측 블록 Bp을 결정할 수 있다.
디코딩 디바이스(13)는 도 7을 참조하여 설명된다. 디코딩 디바이스(13)는 이미지들의 시퀀스를 표현하는 코딩된 데이터의 스트림 F을 입력에서 수신한다. 스트림 F은 예를 들어 코딩 디바이스(12)에 의해 전송된다. 디코딩 디바이스(13)는 디코딩된 데이터, 예를 들어 코딩 모드들 및 이미지들의 내용에 관한 디코딩된 데이터를 발생할 수 있는 엔트로피 디코딩 모듈 DEC을 포함한다. 디코딩 디바이스(13)는 또한 모션 데이터 재구성 모듈을 포함한다. 제1 실시예에 따르면, 모션 데이터 재구성 모듈은 모션 벡터들을 표현하는 스트림 F의 부분을 디코딩하는 엔트로피 디코딩 모듈 DEC이다.
도 7에 도시되지 않은 변형에 따르면, 모션 데이터 재구성 모듈은 모션 추정 모듈이다. 디코딩 디바이스(13)에 의해 모션 데이터를 재구성하기 위한 이 솔루션은 "템플릿 매칭"으로서 알려져 있다.
그 다음에 사진의 내용에 관한 디코딩된 데이터가 역 양자화 다음에 역 변환을 실행할 수 있는 모듈 ITQ에 전송된다. 모듈 ITQ은 코딩된 스트림 F을 발생한 코딩 디바이스(12)의 모듈 ITQ과 같다. 모듈 ITQ은 메모리 MEM에 저장되는 재구성된 이미지 데이터의 블록을 발생하기 위해 모듈 ITQ로부터의 블록 및 예측 블록 Bp을 픽셀마다 부가할 수 있는 계산 모듈 ADD에 접속된다. 디코딩 디바이스(13)는 또한 코딩 디바이스(12)의 예측 모듈 PRED과 같은 예측 모듈 PRED을 포함한다. 예측 모드 INTER가 디코딩되면, 예측 모듈 PRED은 앞서 재구성되어 메모리 MEM에 저장된 참조 이미지 Ir에서, 엔트로피 디코딩 모듈 DEC에 의해 현재의 블록 Bc에 대해 디코딩된 모션 벡터 Vp로부터 예측 블록 Bp을 결정한다. 예측 모드 INTRA가 디코딩되면, 예측 모듈 PRED은 현재 이미지에서, 앞서 재구성되어 메모리 MEM에 저장된 블록들 중에서, 예측 블록 Bp을 결정한다.
예측 모듈 PRED은 도 5를 참고하여 설명된 재구성 방법의 단계들 110, 120, 130 및 140에 따라 예측 블록 Bp을 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 코딩 및 디코딩 디바이스들은 예를 들어 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적용 프로세서들, 또는 그의 조합의 다양한 형태로 구현된다. 바람직하게는, 본 원리들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 바람직하게는 프로그램 저장 디바이스에 유형으로 구체화되는 응용 프로그램으로서 구현된다. 응용 프로그램은 임의의 적절한 아키텍처를 포함하는 머신에 의해 업로드되어 실행될 수 있다. 바람직하게는, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), RAM(random access memory), 및 입출력(I/O) 인터페이스(들)와 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼에 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 오퍼레이팅 시스템 및 마이크로 명령어 코드(microinstruction code)를 포함한다. 본원에 설명된 다양한 프로세스들 및 기능들은 오퍼레이팅 시스템을 통해 실행되는 마이크로 명령어 코드의 부분이거나 응용 프로그램의 부분(또는 그의 조합)일 수 있다. 또한, 다양한 다른 주변장치들은 부가적인 데이터 저장 장치 및 인쇄 장치와 같은 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수 있다.
변형들에 따르면, 본 발명에 따른 코딩 및 디코딩 디바이스들은 순수 하드웨어 실현(purely hardware realisation)에 따라, 예를 들어, 전용 컴포넌트(예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 또는 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 또는 VLSI(Very Large Scale Integration))의 형태로 또는 디바이스 내로 통합된 몇개의 전자 컴포넌트들의 형태로 또는 심지어 하드웨어 요소들과 소프트웨어 요소들의 혼합의 형태로, 구현된다.
분명하게는, 본 발명은 위에 언급된 실시예들로 한정되지 않는다.
특히, 이 기술분야의 통상의 기술자들은 그것들의 다양한 이점들로부터 유익하도록, 기재된 실시예들에 임의의 변형을 적용하고, 그것들을 결합할 수 있다. 특히, DCT로 설명된 발명은 다른 분리형 또는 비-분리형 변환들에 적용될 수 있다.
부가적으로, 본 발명은 임의의 형태의 블록들, 즉, 직사각형이 아닌 블록들에도 적용될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명은 SADCT 타입의 모양 적응 변환들(shape adaptive transforms)과 같은 다른 변환들에 적용될 수 있다. SADCT는 특히 다음의 문서들에 설명되어 있다:
Kaup A., Panis S., On the Performance of the Shape Adaptive DCT in Object-based coding of motion compensated difference Images ; 1997
Stasinski R., Konrad J., Reduced - complexity shape - adaptive dct for region-based image coding , USA ; 1998
픽셀 블록에 대해 설명된 발명은 이미지의 몇개의 블록들 또는 심지어 몇개의 이미지들의 시퀀스의 몇개의 블록들에 적용될 수 있다.
12: 코딩 디바이스
13: 디코딩 디바이스
MEM: 메모리
ME: 모션 추정 모듈
DECISION: 결정 모듈
COD: 엔트로피 코딩 모듈
DEC: 엔트로피 디코딩 모듈
PRED: 예측 모듈
Bc: 코딩될 블록
b': 중간 예측 블록
Bp: 예측 블록
B1: 제1 변환된 블록
B2: 제2 변환된 블록

Claims (14)

  1. 픽셀 블록을 코딩하기 위한 방법으로서,
    - 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 단계(10);
    - 상기 픽셀 블록과 상기 예측 블록 사이의 나머지(residue)를 계산하는 단계(12);
    - 상기 나머지를 코딩하는 단계(14)
    를 포함하고,
    상기 예측 블록의 결정은,
    - 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 단계(110);
    - 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 단계(120); 및
    - 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들(basis functions)이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 역인 제2 변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 단계(130)
    를 포함하고, 상기 예측 블록은 상기 제2 변환된 블록으로부터 추출되는(140) 것을 특징으로 하는 코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중간 예측 블록은, 성분들이 상기 모션 벡터의 성분들의 정수부들인 중간 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록의 모션 보상에 의해 획득된 블록에 모션의 방향으로 적어도 픽셀들의 라인 및 적어도 픽셀들의 컬럼을 부가함으로써 결정되고, 상기 제2 변환의 상기 기저 함수들은 상기 모션 벡터의 성분들의 소수부들에 의해 시프트되는 코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중간 예측 블록은, 상기 중간 예측 블록의 사이즈가 상기 모션 벡터의 성분들의 정수부들에 대응하는 변위보다 엄밀히 더 크게 되도록 코딩될 픽셀들의 상기 블록과 같은 장소에 배치된(co-located) 블록에 모션의 방향으로 적어도 픽셀들의 라인 및 적어도 픽셀들의 컬럼을 부가함으로써 결정되고, 상기 제2 변환의 상기 기저 함수들은 상기 모션 벡터의 전체 성분들에 의해 시프트되는 코딩 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 예측 블록의 사이즈는 2의 제곱인 코딩 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 변환은 2D 이산 코사인 변환(discrete cosine transform)인 코딩 방법.
  6. 픽셀 블록을 재구성하기 위한 방법으로서,
    - 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 단계(10);
    - 상기 픽셀 블록에 대한 나머지를 디코딩하는 단계(22);
    - 상기 예측 블록 및 상기 나머지로부터 상기 픽셀 블록을 재구성하는 단계(24)
    를 포함하고,
    상기 예측 블록의 결정은,
    - 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 단계(110);
    - 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 단계(120); 및
    - 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 역인 제2 변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 단계(130)
    를 포함하고, 상기 예측 블록은 상기 제2 변환된 블록으로부터 추출되는(140) 것을 특징으로 하는 재구성 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중간 예측 블록은, 성분들이 상기 모션 벡터의 성분들의 정수부들인 중간 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록의 모션 보상에 의해 획득된 블록에 모션의 방향으로 적어도 픽셀들의 라인 및 적어도 픽셀들의 컬럼을 부가함으로써 결정되고, 상기 제2 변환의 상기 기저 함수들은 상기 모션 벡터의 성분들의 소수부들에 의해 시프트되는 재구성 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 중간 예측 블록은, 상기 중간 예측 블록의 사이즈가 상기 모션 벡터의 성분들의 정수부들에 대응하는 변위보다 엄밀히 더 크게 되도록 코딩될 픽셀들의 상기 블록과 같은 장소에 배치된 블록에 모션의 방향으로 적어도 픽셀들의 라인 및 적어도 픽셀들의 컬럼을 부가함으로써 결정되고, 상기 제2 변환의 상기 기저 함수들은 상기 모션 벡터의 전체 성분들에 의해 시프트되는 재구성 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 예측 블록의 사이즈는 2의 제곱인 재구성 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 변환은 2D 이산 코사인 변환인 재구성 방법.
  11. 픽셀 블록을 코딩하기 위한 디바이스로서,
    - 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 수단;
    - 상기 픽셀 블록과 상기 예측 블록 사이의 나머지를 계산하는 수단;
    - 상기 나머지를 코딩하는 수단
    을 포함하고,
    상기 예측 블록의 결정 수단은,
    - 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 수단;
    - 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 수단; 및
    - 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 역인 제2 변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 수단; 및
    - 상기 제2 변환된 블록으로부터 상기 예측 블록을 추출하는 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 코딩 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 디바이스는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 코딩 방법의 단계들을 실행하도록 적응되는 코딩 디바이스.
  13. 스트림을 디코딩하기 위한 디바이스로서,
    - 모션 벡터로부터 상기 픽셀 블록에 대한 예측 블록을 결정하는 수단;
    - 상기 스트림으로부터 상기 픽셀 블록에 대한 나머지를 디코딩하는 수단;
    - 상기 예측 블록 및 상기 나머지로부터 상기 픽셀 블록을 재구성하는 수단
    을 포함하고,
    상기 예측 블록의 결정 수단은,
    - 상기 픽셀 블록의 사이즈보다 엄밀히 더 큰 사이즈의 중간 예측 블록을 결정하는 수단;
    - 상기 중간 예측 블록을, 제1 변환으로 변환된 제1 블록으로 변환하는 수단;
    - 상기 제1 변환된 블록을, 기저 함수들이 상기 모션 벡터의 각각의 성분의 적어도 한 부분에 의해 시프트되는, 상기 제1 변환의 역인 제2 변환으로 변환된 제2 블록으로 변환하는 수단; 및
    - 상기 제2 변환된 블록으로부터 상기 예측 블록을 추출하는 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 디바이스는 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 재구성 방법의 단계들을 실행하도록 적응되는 디코딩 디바이스.
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