KR20130055314A - 공통 병합 가능 블록 집합을 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법 - Google Patents

공통 병합 가능 블록 집합을 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도 영상에 적용할 수 있는 블록 병합을 이용한 영상 부호화 방법 및 장치가 제공된다. 영상 부호화 방법은 코딩 유닛에 대한 움직임 보상 화면간 예측을 수행하는 단계와, 상기 코딩 유닛에 대한 파티션 분할후 현재 블록의 주변 블록들을 포함하는 병합 가능 블록 집합에 속하는 후보 블록들 중 적어도 하나를 상기 현재 블록과 병합하는 블록 병합을 수행하는 단계와, 상기 병합된 블록의 움직임 파라미터를 복호화기로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 파티션 분할은 상기 코딩 유닛을 제 1 예측 유닛 및 제 2 예측 유닛으로 분할하고, 상기 제 1 예측 유닛의 좌측 주변 블록들 중 최 하단 블록, 제 1 예측 유닛의 상단 주변 블록들 중 최 우측 블록, 제 2 예측 유닛의 상단 주변 블록들 중 최 좌측 블록, 제 1 예측 유닛의 하단 주변 블록 중 최 우측 블록 및 현재 블록이 포함된 픽쳐의 이전 픽쳐의 제 1 예측 블록과 대응되는 위치에 포함된 최 상단 최 좌측 블록을 상기 병합 가능 블록 집합에 포함할 수 있다.

Description

공통 병합 가능 블록 집합을 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법{APPARATUSES AND METHODS FOR ENCODING/DECODING OF VIDEO USING BLOCK MERGING}
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상의 예측 부호화에 적용할 수 있는 공통 병합 가능 블록 집합을 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 영상 압축 방법에서는 압축 효율을 높이기 위해 픽쳐들의 중복도를 제거하는 화면간 예측(inter prediction) 및 화면내 예측(intra prediction) 기술을 이용한다.
화면간 예측을 이용해 영상을 부호화하는 방법은 픽처들 사이의 시간적인 중복성(spatial redundancy)을 제거하여 영상을 압축하는 방법으로서 대표적으로 움직임 보상 예측 부호화 방법이 있다.
움직임 보상 예측 부호화는 현재 부호화되는 픽처의 앞 및/또는 뒤에 위치하는 적어도 하나의 참조 픽처에서 현재 부호화되는 블록과 유사한 영역을 검색하여 움직임 벡터(MV: Motion Vector)를 생성하고, 생성된 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행하여 얻어지는 예측 블록과 현재 블록의 잔여값(residue)을 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환하고 양자화한 후 엔트로피 부호화하여 전송한다.
움직임 보상 화면간 예측의 경우, 하나의 픽처를 소정 크기를 가지는 복수의 블록(block)으로 구분하여 움직임 벡터(MV)를 생성하고, 생성된 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행한다. 움직임 보상을 수행하여 얻어지는 각각의 예측 블록에 대한 개별적인 움직임 파라미터는 디코더로 전송된다.
HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도 영상의 경우 하나의 픽처당 블록의 개수가 증가하게 되므로 각각의 예측 블록 마다 움직임 파라미터를 디코더로 전송할 경우 전송되는 움직임 파라미터의 양이 매우 많아지게 되어 코딩 효율 측면에서 바람직하지 못하므로 코딩 효율을 높이기 위한 방법이 요구된다.
본 발명의 제1 목적은 HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도 영상에 적용할 수 있는 블록 병합을 이용한 영상 부호화 방법 및 부호화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도 영상에 적용할 수 있는 블록 병합을 이용한 영상 복호화 방법 및 복호화 장치를 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 방법은 예측 유닛에 대한 움직임 보상 화면간 예측을 수행하는 단계, 상기 예측 유닛에 대한 파티션 분할후 현재 블록의 주변 블록들을 포함하는 병합 가능 블록 집합에 속하는 후보 블록들을 상기 현재 블록과 병합하는 블록 병합을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 분할된 제 1 예측 유닛 및 제 2 예측 유닛은 상기 제 1 예측 유닛의 좌측 주변 블록들 중 최 하단 블록, 제 1 예측 유닛의 상단 주변 블록들 중 최 우측 블록, 제 2 예측 유닛의 상단 주변 블록들 중 최 좌측 블록, 제 1 예측 유닛의 하단 주변 블록 중 최 우측 블록 및 현재 블록이 포함된 픽쳐의 이전 픽쳐의 제 1 예측 블록과 동일한 위치에 포함된 최 상단 최 좌측 블록을 상기 병합 가능 블록 집합에 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 블록 병합을 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법에 따르면, 각각의 예측 블록에 대해 움직임 파라미터를 전송하지 않고 블록 병합을 이용하여 병합된 블록 전체에 대해 한번만 움직임 파라미터를 전송하여 움직임 파라미터와 같은 부가 정보(side information)의 전송량을 줄임으로써 HD급 또는 울트라 HD(Ultra High Definition)급 이상의 고해상도를 가지는 영상의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 예측 유닛으로 하여금 병합 가능 블록 집합을 공유하도록 함으로써 전체적인 병합 가능 블록 집합의 원소 블록을 감소시킬 수 있어, 부호화의 복잡도를 낮출 수 있고 부호화 속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환적 코딩 유닛 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 블록 병합(block merging)을 이용한 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 병합 가능 블록(Block Merge 후보)를 이용한 병합 모드(Merge mode) 후보 블록 선정 방법을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 병합 가능 블록(Block Merge 후보)를 이용한 병합 모드(Merge mode) 후보 블록 선정 방법을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 병합을 이용한 영상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 병합을 이용한 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 일실시예에서는 HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도에 적용하기 위하여 32x32 픽셀 크기 이상의 확장 매크로블록(Extended Macroblock) 크기를 이용하여 화면간/화면내 예측, 변환, 양자화, 엔트로피 부호화등의 부호화와 복호화를 수행할 수도 있고, 하기 설명하는 순환적(recursive) 코딩 유닛(Coding Unit; CU) 구조를 사용하여 부호화 및 복호화를 수행할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환적 코딩 유닛 구조를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 각 코딩 유닛(CU)은 정사각형 모양을 가지며, 각 코딩 유닛(CU)은 2N X 2N(단위 pixel) 크기의 가변적인 크기를 가질 수 있다. 화면간 예측, 화면내 예측, 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화는 코딩 유닛(CU) 단위로 이루어질 수 있다. 코딩 유닛(CU)은 최대 코딩 유닛(LCU), 최소 코딩 유닛(SCU)를 포함할 수 있으며, 최대 코딩 유닛(LCU), 최소 코딩 유닛(SCU)의 크기는 8이상의 크기를 가지는 2의 거듭제곱 값으로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 유닛(CU)은 순환적인 트리 구조를 가질 수 있다. 도 1은 최대 코딩 유닛(LCU)인 CU0의 한변의 크기(2N0)가 128(N0=64)이고, 최대 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)가 5인 경우를 나타낸다. 순환적인 구조는 일련의 플래그(flag)를 통하여 표현될 수 있다. 예를들어, 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)가 k인 코딩 유닛(CUk)의 플래그(flag)값이 0인 경우, 코딩 유닛(CUk)에 대한 코딩(coding)은 현재의 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)에 대해 이루어지며, 플래그(flag)값이 1인 경우, 현재의 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)가 k인 코딩 유닛(CUk)은 4개의 독립적인 코딩 유닛(CUk+1)으로 분할되며, 분할된 코딩 유닛(CUk+1)은 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)가 k+1이 되며, 크기는 Nk+1 X Nk+1가 된다. 이 경우 코딩 유닛(CUk+1)은 코딩 유닛(CUk)의 서브 코딩 유닛으로 나타낼 수 있다. 코딩 유닛(CUk+1)의 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)가 최대 허용 가능한 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)에 도달할 때까지 코딩 유닛(CUk+1)은 순환적으로(recursive) 처리될 수 있다. 코딩 유닛(CUk+1)의 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth)가 최대 허용 가능한 계층 레벨(level) 또는 계층 깊이(depth) 동일한 경우에는 더 이상의 분할은 허용되지 않는다.
상기와 같은 계층적인 분할 과정이 완료되면 더 이상의 분할 없이 코딩 유닛 계층 트리의 말단 노드에 대해 화면간 예측 또는 화면내 예측을 수행할 수 있으며, 이러한 말단 코딩 유닛이 화면간 예측 또는 화면내 예측의 기본 단위인 예측 유닛(Prediction Unit; PU)으로 사용된다.
상기와 같은 계층적인 분할 과정이 완료되면 더 이상의 분할 없이 코딩 유닛 계층 트리의 말단 노드에 대해 화면간 예측 또는 화면내 예측을 수행할 수 있으며, 이러한 말단 코딩 유닛이 화면간 예측 또는 화면내 예측의 기본 단위인 예측 유닛(Prediction Unit; PU)으로 사용된다.
즉, 화면간 예측 또는 화면내 예측을 위하여 상기 말단 코딩 유닛에 대해 파티션(partition) 분할이 수행 된다. 파티션 분할은 예측 유닛(PU)에 대해 수행된다. 여기서, 예측 유닛(PU)는 화면간 예측 또는 화면내 예측을 위한 기본 단위의 의미이며, 기존의 매크로 블록 단위 또는 서브-매크로 블록 단위가 될 수도 있고, 32 X 32 픽셀 크기 이상의 확장 매크로 블록 단위가 될 수도 있다.
예측과 관련된 모든 정보(움직임 벡터, 움직임 벡터의 차이값등)는 화면간 예측의 기본 단위인 예측 유닛별로 디코더로 전송된다.
그러나, 전술한 바와 같이 HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 고해상도 영상의 경우 하나의 픽처당 블록의 개수가 증가하게 되므로 각각의 예측 블록 마다 움직임 파라미터를 디코더로 전송할 경우 전송되는 움직임 파라미터의 양이 매우 많아지게 되어 코딩 효율 측면에서 바람직하지 못하므로 코딩 효율을 높이기 위한 방법이 요구된다.
도 2는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 블록 병합(block merging)을 이용한 부호화 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 하나의 픽처가 계층적으로 말단 코딩 유닛까지 분할된 후 현재 블록 X는 이전에 부호화된 Ao블록, Bo블록과 병합되어 블록 Ao, Bo, X는 동일한 움직임 파라미터를 적용하여 디코더로 전송된다. 여기서, 움직임 파라미터는 예를 들어, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차이값 등을 포함할 수 있다.
이 경우 블록 병합이 적용되었는지 여부를 나타내는 병합 플래그(merging flag)가 디코더로 전송될 수 있다.
이하, 화면간 예측의 경우 모든 예측 블록들의 집합을 임시 블록이라 하고, 특정 블록과의 병합이 허용되는 블록들의 집합을 병합 가능 블록이라 정의한다. 상기 임시 블록은 현재 블록 이전까지 부호화된 블록들을 포함한다.
상기 병합 가능 블록들의 기준은 예를 들어 현재 블록의 상단(top) 주변 샘플들 및 좌측(left) 주변 샘플들, 또는 현재 블록의 상단(top) 주변 블록 및 좌측(left) 주변 블록의 2개 블록으로 미리 정해둘 수 있다. 또는, 상기 병합 가능 블록들의 기준은 2개 블록 이상, 예를 들어 현재 블록의 상단(top) 주변 블록들 전부 및 좌측(left) 주변 블록들 전부로 미리 정해둘 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 병합 가능 블록(Block Merge 후보)를 이용한 병합 모드(Merge mode) 후보 블록 선정 방법을 나타내는 개념도이다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 병합 가능 블록들의 집합은 최대 두개의 요소를 가질 수 있으나, 병합 가능 블록들의 집합은 반드시 2개의 후보 블록만을 가지는 것으로 한정되는 것은 아니며 2개 이상의 후보 블록을 가질 수도 있다. 여기서, 후보 블록의 수가 많아질 경우 개개의 예측 유닛마다 서로 다른 후보 블록을 지정할 경우 영상의 부호화 복잡도가 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 두 예측 유닛이 공통되는 병합 가능 블록 집합을 갖는 병합 모드의 후보 블록 선정 방법을 제공한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 예측 유닛(PU1)과 제 2 예측 유닛(PU2)이 인접하여 위치한 경우 제 1 예측 유닛(PU1)과 제 2 예측 유닛(PU2)은 모두 상기 제 1 예측 유닛(PU1)의 좌측 주변 블록들 중 최 하단 블록(A3), 제 1 예측 유닛(PU1)의 상단 주변 블록들 중 최 우측 블록(B3), 제 2 예측 유닛(PU2)의 상단 주변 블록들 중 최 좌측 블록(C3), 제 1 예측 유닛(PU1)의 하단 주변 블록 중 최 우측 블록(D3) 및 현재 블록이 포함된 픽쳐(310)의 이전 픽쳐(320)의 제 1 예측 블록(PU1)과 동일한 위치에 포함된 최 상단 최 좌측 블록(E3)을 상기 병합 가능 블록 집합에 포함할 수 있다.
상기와 같이 병합 가능 블록 집합을 선정한 경우, 상기 각각의 병합 가능 블록 중 현재 블록과 가장 유사한 움직임 파라미터를 갖는 블록을 선정하여 상기 선정된 병합 가능 블록과 현재 블록을 병합한다. 즉, 현재 블록과 상기 선정된 병합 가능 블록은 동일한 움직임 파라미터를 적용하여 디코더로 전송된다. 여기서, 움직임 파라미터는 예들 들어, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차이값 등을 포함할 수 있다.
현재 블록과 병합 가능 블록 집합의 각각의 병합 가능 블록들을 비교하여, 차이값이 임계값 이하인 경우 상기 임계값 이하의 차이값을 가지는 병합 가능 블록과 현재 블록을 병합할 수 있다.
현재 블록이 병합 가능 블록과 병합된 경우, 현재 블록의 움직임 파라미터를 디코더로 전송할 필요없이, 상기 병합된 블록의 정보를 디코더로 전송하고, 디코더는 상기 병합 블록 정보를 이용하여 이미 복호화된 병합 블록의 움직임 파라미터를 이용하여 현재 블록을 복호화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공통 병합 가능 블록(Block Merge 후보) 집합을 이용한 병합 모드(Merge mode) 후보 블록 선정 방법을 나타내는 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 예측 유닛과 제 2 예측 유닛은 공통적인 공간적(spatial) 병합 가능 블록 집합을 가지되, 상이한 시간적 병합 가능 블록 집합, 즉 이전 픽처(420)에 포함된 동일 위치(co-located)의 병합 가능 블록을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 제 1 예측 유닛(PU1)은 상기 제 1 예측 유닛(PU1)의 좌측 주변 블록들 중 최 하단 블록(A4), 제 1 예측 유닛(PU1)의 상단 주변 블록들 중 최 우측 블록(B4), 제 2 예측 유닛(PU2)의 상단 주변 블록들 중 최 좌측 블록(C4), 제 1 예측 유닛(PU1)의 하단 주변 블록 중 최 우측 블록(D4) 및 현재 블록이 포함된 픽쳐(410)의 이전 픽쳐(420)의 제 1 예측 블록(PU1)과 동일한 위치에 포함된 최 상단 최 좌측 블록(E4)을 상기 병합 가능 블록 집합에 포함할 수 있다.
반면에, 제 2 예측 유닛(PU1)은 상기 제 1 예측 유닛(PU1)의 좌측 주변 블록들 중 최 하단 블록(A4), 제 1 예측 유닛(PU1)의 상단 주변 블록들 중 최 우측 블록(B4), 제 2 예측 유닛(PU2)의 상단 주변 블록들 중 최 좌측 블록(C4), 제 1 예측 유닛(PU1)의 하단 주변 블록 중 최 우측 블록(D4) 및 현재 블록이 포함된 픽쳐(410)의 이전 픽쳐(420)의, 제 2 예측 블록(PU2)과 동일한 위치에 포함된 최 상단 최 좌측 블록(F4)을 상기 병합 가능 블록 집합에 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 병합을 이용한 영상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 영상 부호화 장치는 부호화기(530)를 포함하며, 부호화기(530)는 화면간 예측부(532), 인트라 예측부(535), 감산기(537), 변환부(539), 양자화부(541), 엔트로피 부호화부(543), 역양자화부(545), 역변환부(547), 가산기(549) 및 프레임 버퍼(551)를 포함할 수 있다. 화면간 예측부(532)는 움직임 예측부(531)와 움직임 보상부(533)를 포함한다.
부호화기(530)는 입력된 영상에 대해 부호화를 수행한다. 상기 입력된 영상은 예측 유닛(PU) 단위로 화면간 예측부(532)에서의 화면간 예측 또는 인트라 예측부(535)에서의 화면내 예측을 위해 사용될 수 있다.
부호화기(530)는 예측 유닛에 대해 부호화를 수행한다.
화면간 예측부(532)는 제공된 현재 부호화될 예측 유닛을 파티션 분할 방법을 사용하여 분할하고, 상기 파티션 분할된 블록 단위로 움직임을 추정하여 움직임 벡터를 생성한다.
움직임 예측부(531)는 제공된 현재 예측 유닛을 전술한 다양한 파티션 분할 방법을 사용하여 분할하고, 상기 파티션 분할된 블록 별로 현재 부호화되는 픽처의 앞 및/또는 뒤에 위치하는 적어도 하나의 참조 픽처(프레임 버퍼(551)에 부호화가 완료되어 저장됨)에서 현재 부호화되는 파티션 분할된 블록과 유사한 영역을 검색하여 블록 단위로 움직임 벡터를 생성한다. 여기서, 상기 움직임 추정에 사용되는 블록의 크기는 가변될 수 있다.
움직임 보상부(533)는 움직임 예측부(531)로부터 생성된 움직임 벡터와 참조 픽처를 이용하여 움직임 보상을 수행하여 얻어지는 예측 블록(또는 예측된 예측 유닛)을 생성한다.
화면간 예측부(532)는 전술한 블록 병합을 수행하여 병합된 블록별로 움직임 파라미터를 구한다. 전술한 블록 병합을 수행하여 병합된 블록별 움직임 파라미터는 디코더로 전송된다.
인트라 예측부(535)는 블록간의 화소 상관도를 사용하여 화면내 예측 부호화를 수행한다. 인트라 예측부(535)는 현재 예측 유닛의 예측 블록을 현재 프레임(또는 픽처)내의 블록의 이미 부호화된 화소값으로부터 화소값을 예측하여 구하는 인트라 예측(Intra Prediction)을 수행한다.
감산기(537)는 움직임 보상부(533)에서 제공된 예측 블록(또는 예측된 예측 유닛)과 현재 블록(또는 현재 예측 유닛)을 감산하여 잔여값을 생성하고, 변환부(539) 및 양자화부(541)는 상기 잔여값(residue)을 DCT(Discrete Cosine Transform)변환하고 양자화한다. 여기서, 변환부(539)는 예측 유닛 크기 정보에 기초하여 변환을 수행할 수 있고, 예를 들어, 최대 32x32 또는 최대 64x64 픽셀 크기로 변환을 수행할 수 있다. 또는 변환부(539)는 예측 유닛 결정부(510)로부터 제공된 예측 유닛 크기 정보와 독립적으로 별도의 변환 유닛(Transform Unit; TU) 단위로 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 변환 유닛(TU) 크기는 최소 4 X 4 픽셀 크기부터 최대 32x32 픽셀 크기를 가질 수 있다. 또는 변환 유닛(TU)의 최대 크기는 32x32 픽셀 크기 이상- 예를 들어 64x64 픽셀 크기-를 가질수도 있다. 상기 변환 유닛 크기 정보는 변환 유닛 정보에 포함되어 디코더로 전송될 수 있다.
엔트로피 부호화부(543)는 양자화된 DCT 계수들과 움직임 벡터, 결정된 예측 유닛 정보, 파티션 정보, 변환 유닛 정보 등의 헤더 정보를 엔트로피 부호화하여 비트 스트림을 생성한다.
역양자화부(545) 및 역변환부(547)는 양자화부(541)를 통해 양자화된 데이터를 역양자화하고 역변환한다. 가산기(549)는 역변환된 데이터와 움직임 보상부(533)에서 제공된 예측된 예측 유닛을 더하여 영상을 복원하여 프레임 버퍼(551)에 제공하고, 프레임 버퍼(551)는 복원된 영상이 저장된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 병합을 이용한 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 부호화 장치에 입력 영상이 입력되면(단계 610), 상기 입력 영상에 대해 코딩 유닛을 파티션 분할 방법을 사용하여 분할하고, 상기 파티션 분할된 블록 별로 현재 부호화되는 픽처의 앞 및/또는 뒤에 위치하는 적어도 하나의 참조 픽처(프레임 버퍼(551)에 부호화가 완료되어 저장됨)에서 현재 부호화되는 파티션 분할된 블록과 유사한 영역을 검색하여 블록 단위로 움직임 벡터를 생성하고, 생성된 움직임 벡터와 픽처를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록(또는 예측된 예측 유닛)을 생성한다(단계 620).
그 다음, 부호화 장치는 파티션 분할된 예측 유닛(PU)에 대하여 전술한 블록 병합을 수행하여 병합된 블록별로 움직임 파라미터를 생성한다(단계 630). 전술한 블록 병합을 수행하여 병합된 블록별 움직임 파라미터는 디코더로 전송된다.
부호화 장치는 현재 예측 유닛과 상기 예측된 예측 유닛 사이의 차이를 구하여 잔여값(residue)을 생성한다(단계 640).
이후, 부호화 장치는 생성된 잔여값을 변환 및 양자화한 후(단계 650), 양자화된 DCT 계수들과 움직임 파라미터 등의 헤더 정보들을 엔트로피 부호화하여 비트 스트림을 생성한다(단계 660).
본 발명의 실시예들에 따른 블록 병합을 이용한 영상 부호화 장치 및 부호화 방법에서는 각각의 예측 블록에 대해 움직임 파라미터를 전송하지 않고 블록 병합을 이용하여 병합된 블록 전체에 대해 한번만 움직임 파라미터를 전송하여 움직임 파라미터의 전송량을 줄임으로써 HD급 또는 울트라 HD(Ultra High Definition)급 이상의 고해상도를 가지는 영상의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 블록 병합을 이용한 영상 복호화 장치 및 복호화 방법에서는, 전술한 부호화기로부터 전송된 블록 병합된 블록의 움직임 파라미터를 이용하여 해당 블록의 움직임 벡터를 복원하여 움직임 예측부에서 블록 단위로 움직임 벡터를 생성하고, 움직임 보상부에서 상기 움직임 예측부에서 생성된 움직임 벡터와 참조 픽처를 이용하여 움직임 보상을 수행한다.

Claims (1)

  1. HD(High Definition)급 이상의 해상도를 가지는 영상의 부호화 방법에 있어서,
    코딩 유닛에 대한 움직임 보상 화면간 예측을 수행하는 단계;
    상기 코딩 유닛에 대한 파티션 분할후 현재 블록의 주변 블록들을 포함하는 병합 가능 블록 집합에 속하는 후보 블록들 중 적어도 하나를 상기 현재 블록과 병합하는 블록 병합을 수행하는 단계; 및
    상기 병합된 블록의 움직임 파라미터를 복호화기로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 파티션 분할은 상기 코딩 유닛을 제 1 예측 유닛 및 제 2 예측 유닛으로 분할하고, 상기 제 1 예측 유닛의 좌측 주변 블록들 중 최 하단 블록, 제 1 예측 유닛의 상단 주변 블록들 중 최 우측 블록, 제 2 예측 유닛의 상단 주변 블록들 중 최 좌측 블록, 제 1 예측 유닛의 하단 주변 블록 중 최 우측 블록 및 현재 블록이 포함된 픽쳐의 이전 픽쳐의 제 1 예측 블록과 대응되는 위치에 포함된 최 상단 최 좌측 블록을 상기 병합 가능 블록 집합에 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
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