KR20130062973A - 영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 영상의 부호화 장치에 있어서, 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행하는 움직임 벡터 예측부와, 상기 움직임 벡터 예측부에 의해 예측된 움직임 벡터 및 상기 현재 블록의 실제 움직임 벡터를 기초로 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 차분 정보를 결정하는 차분 결정부를 포함하는 영상의 부호화 장치를 제공할 수 있다.

Description

영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IMAGE INCODING/DECODING}
영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법에 관한 것이며, 특히, 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측하기 위한 방법을 제공하는 영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 고화질 디지털 비디오 컨텐츠가 급속히 증가함에 따라, 고화질 디지털 비디오 컨텐츠의 전송 및 재생 서비스에 대한 수요가 높아지고 있다.
이러한 서비스를 원활하게 하기 위해서는 특히나 고비트율 및 고해상도의 비디오 컨텐츠를 부호화하여 압축하는 기술이 중요하다 할 수 있다.
비디오 부호화 표준인 H.264/AVC는 2개의 움직임 벡터(motion vector, MV)를 갖는 B 블록에서 움직임 벡터를 부호화하기 위해 이미 부호화된 주변 블록의 움직임 벡터를 예측 신호로 이용한다. 이하에서는 2개의 움직임 벡터를 제1 움직임 벡터와 제2 움직임 벡터로 칭한다.
도 1은 종래의 비디오 부호화 방식에 의해 예측되는 블록을 보여주기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 현재 부호화하려는 대상 블록(current block)(10)과, 대상 블록(10)의 다수의 주변 블록(11 내지 14)를 볼 수 있다. 이때, 주변 블록은 현재 블록 주변의 복원된 블록이며, 부호화기(encoder) 및 복호화기(decoder)에서는 주변 블록에 대한 움직임 벡터의 벡터 정보를 가지고 있다. 또한, 현재 블록은 현재 부호화 대상 블록을 일컫는다.
이때, 주변 블록(11 내지 14)은 실제 움직임 벡터, 예측된 움직임 벡터, 상기 실제 움직임 벡터 및 예측된 움직임 벡터간의 차분신호와 같은 벡터 정보를 적어도 0개 이상 가지고 있다. 이를테면, 주변 블록 A(11)는 제1 움직임 벡터인 MV_A_1과 제2 움직임 벡터인 MV_A_2를 가지며, 주변 블록 B(13)는 제1 움직임 벡터인 MV_B_1과 제2 움직임 벡터인 MV_B_2를 가질 수 있다. 마찬가지로 주변 블록 C(14)는 제1 움직임 벡터인 MV_C_1과 제2 움직임 벡터인 MV_C_2를 가질 수 있고, 나머지 주변 블록 D(12)는 제1 움직임 벡터인 MV_D_1과 제2 움직임 벡터인 MV_D_2를 가질 수 있다.
그리고, 현재 블록(10)의 제1 움직임 벡터에 대한 종래의 예측 방법 중 주변 블록에서 사용한 참조 영상 리스트(reference picture list) 및 참조 영상 색인(reference picture index)가 현재 블록에서 사용하는 참조 영상 리스트 및 참조 영상 색인과 동일한 경우 중간값 예측(median prediction)은 아래의 수학식을 통해 이루어질 수 있다.
PMV1= median{ MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1}
결과적으로, 대상 블록(10)의 제1 움직임 벡터는 주변 블록(11 내지 14)의 각 제1 움직임 벡터들(MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1)에 의해 산출되는 것을 볼 수 있다.
또한, 현재 블록(10)의 제2 움직임 벡터에 대한 종래의 예측 방법은, 아래의 수학식을 통해 이루어 질 수 있다.
PMV2= median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2}
결과적으로, 대상 블록(10)의 제2 움직임 벡터는 주변 블록(10)의 각 제2 움직임 벡터들(MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2)에 의해 산출되는 것을 볼 수 있다.
이와 같이, 종래의 부호화 방법은 주변 블록의 다수 움직임 벡터 중 현재 예측할 움직임 벡터에 대응하는 벡터만을 이용하는 것으로서, 다수 움직임 벡터간 상관성 및 유사성을 고려하지 못할 수 있다.
현재 블록의 임의의 움직임 벡터의 예측시, 주변 블록의 움직임 벡터 및 이전 움직임 벡터를 고려하는 영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법이 제공된다.
또한, 주변 블록의 움직임 벡터 및 이전 움직임 벡터의 벡터 정보를 스케일링하여 사용하는 영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법이 제공된다.
또한, 주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 추정되는 유사성에 따라 움직임 벡터의 예측 시 사용할 참조 정보를 선택하는 영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법이 제공된다.
아울러, 복수의 예측 방식을 이용하여 움직임 벡터를 예측하는 영상의 부호화/복호화 장치 및 그 방법이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 영상의 부호화 장치에 있어서, 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행하는 움직임 벡터 예측부와, 상기 움직임 벡터 예측부에 의해 예측된 움직임 벡터 및 상기 현재 블록의 실제 움직임 벡터를 기초로 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 차분 정보를 결정하는 차분 결정부를 포함하는, 영상의 부호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보는 상기 주변 블록의 하나 이상의 실제 움직임 벡터, 상기 주변 블록에 대응하여 예측된 하나 이상의 움직임 벡터, 상기 주변 블록의 각 움직임 벡터별 차분 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이전움직임 벡터의 벡터 정보는 상기 이전 움직임 벡터(PMV1: predicted motion vector 1), 상기 이전움직임 벡터의 실제 움직임 벡터(MV1: motion vector 1), 상기 이전움직임 벡터의 차분 정보(MVD1: motion vector difference 1), 이전 복원된 참조 영상내 현재 블록에 대응하는 블록의 움직임 벡터(MV_col), 상기 대응하는 블록의 주변 블록의 움직임 벡터, 기설정된 오프셋정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 움직임 벡터 예측부는 아래의 수학식 중 하나를 이용하여 현재 블록의 상기 임의의 움직임 벡터를 예측하는 것을 특징으로 할 수 있다.
PMV2= MV_A_1,
PMV2= MV_B_1,
PMV2= MV_C_1,
PMV2= MV_D_1,
PMV2= MV_A_2,
PMV2= MV_B_2,
PMV2= MV_C_2,
PMV2= MV_D_2,
PMV2= MV_col,PMV2= median{ MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2},
PMV2= median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2, MV1},
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV1},
PMV2 = avg{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV1},
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_C_2, MV1 },
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV1 },
PMV2 = MV1,
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV_col},
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2 } + offset,
(여기에서, PMV2는 각 수학식에 의해 예측되는 현재 블록의 움직임 벡터이고, MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1은 주변 블록의 제1 움직임 벡터이고, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2는 주변 블록의 제2 움직임 벡터, MV1은 현재 블록의 이전 움직임 벡터, MV_col은 참조 영상내 현재 블록이 대응하는 블록의 움직임 벡터, offset은 기설정된 오프셋값)
이때, 상기 위의 수학식뿐만 아니라 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보, 이전 복원된 참조 영상내 현재 블록에 대응하는 블록의 움직임 벡터, 상기 대응하는 블록의 주변 블록의 움직임 벡터 및 기설정된 오프셋 정보의 조합을 통한 수학식도 사용될 수 있다.
또한, 상기 움직임 벡터 예측부는 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 스케일링하는 스케일링부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스케일링부는 상기 현재 블록의 참조 영상들이 서로 일치하는지에 따라, 상기 스케일링 여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 스케일링부는 아래의 수학식 중 하나를 이용하여 상기 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보를 스케일링할 수 있다.
S_MV1 = MV1 x (tb - td) / tb
(여기에서, S_MV1는 스케일링되는 예측된 제1 움직임 벡터이고, MV1은 실제 제1 움직임 벡터이고, tb는 제1 참조 영상으로부터 대상 영상까지의 거리이고, td는 제1 참조 영상으로부터 제2 참조 영상까지의 거리)
또한, 상기 움직임 벡터 예측부에서는 제1 움직임 벡터를 이용하여 제2 움직임 벡터를 얻을 수 있다. 즉, 제1 움직임 벡터를 제2 참조 영상에 맞도록 스케일링하여 '제2 움직임 벡터의 후보 1'을 얻은 후, 제2 움직임 벡터 후보 1과 제2 참조 영상에서 제2 움직임 벡터 후보 1이 가리키는 블록 주변을 조사하여 최종 제2 움직임 벡터를 얻을 수 있다. 이 때 제1 움직임 벡터에 대한 정보는 저장 혹은 전송되지만, 제1 움직임 벡터로부터 얻을 수 있는 제2 움직임 벡터에 대한 정보는 전혀 저장 혹은 전송되지 않을 수 있다.
또한 상기 움직임 벡터 예측부에서는 n 개의 움직임 벡터를 예측할 때, 이미 부호화된 제 1 움직임 벡터에 대한 정보를 저장 혹은 전송하고, 제 2 움직임 벡터부터 제 n 움직임 벡터까지는 이미 부호화된 바로 이전의 움직임 벡터를 이용하여 획득할 수 있다. 즉 i 번째(i = 2 ...n) 움직임 벡터(MV(i))의 예측 값(PMV(i))은
PMV(i) = MV(i) - MV(i-1)
로 정의 되며, 실제 전송 혹은 저장되는 i 번째 움직임 벡터 정보는 다음 MVD(i) 값이다.
MVD(i) = MV(i) - PMV(i)
또한, 상기 움직임 벡터 예측부는 주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 추정되는 유사성에 따라 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 선택하여 상기 예측을 수행할 수 있다.
또한, 상기 움직임 벡터 예측부는 주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 유사성을 추정하여 상기 추정된 유사성이 기설정된 기준 값 이상인 지를 판단하는 유사성 판단부와, 상기 판단결과, 상기 유사성이 기준 값 이하인 경우, 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 동일 참조 영상에 따른 움직임 벡터의 벡터 정보를 참조 정보로 선택하는 벡터 선택부와, 상기 벡터 선택부에 의해 선택된 참조 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 예측하는 예측부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 벡터 선택부는 상기 판단결과 상기 유사성이 기준 값 이상인 경우 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 상기 참조 정보로 선택할 수 있다.
또한, 상기 예측부는 둘 이상으로 구비되고, 상기 벡터 선택부에 의해 선택된 참조 정보를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 적어도 둘 이상의 움직임 벡터를 각각 예측할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 영상의 복호화 장치에 있어서, 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행하는 움직임 벡터 예측부와, 상기 현재 블록의 차분 정보를 근거로 상기 예측된 움직임 벡터를 가산하여 현재 블록의 움직임 벡터를 산출하는 가산기를 포함하는 영상이 복호화 장치를 제공할 수 있다.
이때, 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보는 상기 주변 블록의 하나 이상의 실제 움직임 벡터(motion vector), 상기 주변 블록에 대응하여 예측된 하나 이상의 움직임 벡터(predicted motion vector), 상기 주변 블록의 각 움직임 벡터별 차분 정보(motion vector difference) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이전 움직임 벡터의 벡터 정보는 상기 이전 움직임 벡터(PMV1), 상기 이전 움직임 벡터의 실제 움직임 벡터(MV1), 상기 이전 움직임 벡터의 차분 정보(MVD1), 이전 복원된 참조 영상내 현재 블록에 대응하는 블록의 움직임 벡터(MV_col), 상기 대응하는 블록의 주변 블록의 움직임 벡터, 기설정된 오프셋정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 영상의 부호화 장치에 있어서, 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하는 서로 다른 예측 방식으로 상기 예측을 수행하는 복수의 움직임 벡터 예측부와, 상기 복수의 움직임 벡터 예측부에 의해 예측된 움직임 벡터의 차분 정보를 상기 현재 블록의 실제 움직임 벡터를 이용하여 각각 결정하는 복수의 차분 결정부와, 상기 결정된 복수의 차분 정보를 근거로, 상기 실제 움직임 벡터와 가장 가깝게 예측된 움직임 벡터를 선택하여 상기 현재 블록에 대응하는 예측 움직임 벡터로 결정하는 예측 결정부를 포함하는, 영상의 부호화 장치를 제공할 수 있다.
*또한, 상기 예측 결정부는 상기 선택된 움직임 벡터를 예측한 예측 방식을 나타내는 예측 지시자를 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 영상의 복호화 장치에 있어서, 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 적어도 하나 이상을 이용하는 예측 방식으로 상기 예측을 수행하는 움직임 벡터 예측부와, 상기 현재 블록의 차분 정보를 근거로 상기 예측된 움직임 벡터를 가산하여 현재 블록의 움직임 벡터를 산출하는 가산기를 포함하는 영상의 복호화 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 예측 결정부는 상기 현재 블록에 대응하여 임의의 예측 방식을 나타내는 예측 지시자가 존재하는 경우, 상기 예측 지시자에 따른 예측 방식으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 예측할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 영상의 부호화 방법에 있어서, 상기 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행하는 단계와, 상기 움직임 벡터 예측부에 의해 예측된 움직임 벡터 및 상기 현재 블록의 실제 움직임 벡터를 기초로 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 차분 정보를 결정하는 단계를 포함하는 움직임 벡터 부호화 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 영상의 복호화 방법에 있어서, 상기 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행하는 단계와, 상기 현재 블록의 차분 정보를 근거로 상기 예측된 움직임 벡터를 가산하여 현재 블록의 움직임 벡터를 산출하는 단계를 포함하는 영상의 복호화 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 본 발명은 영상의 압축 부호화 시 움직임 벡터를 효과적이고 다양한 방법으로 예측하여, 고효율의 영상 압축 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 비디오 부호화 방식에 의해 예측되는 블록을 보여주기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상의 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 움직임 벡터 예측부의 다른 실시 예를 보여주는 도면.
도 4는 도 2에 도시된 스케일링부의 스케일링 과정을 보여주는 도면.
도 5, 도6a, 도6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상의 부호화 방법을 보여주기 위한 도면.
도 7은 도 2에 도시된 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 8는 도 2에 도시된 움직임 벡터 예측부의 다른 실시 예를 보여주는 도면.
도 9는 도 8에 도시된 움직임 벡터 예측부의 동작을 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 11은 도 10에 도시된 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상의 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
이때, 부호화 장치는 B 슬라이스(bi-predictive slices)의 각 매크로 블록(혹은 블록)에 대하여 하나 이상의 움직임 벡터(이를 테면, 전방향 움직임 벡터와 역방향 움직임 벡터, 밝기(Luminance) 움직임 벡터와 컬러(Chrominance) 움직임 벡터 등)를 예측하는 것으로 구현될 수 있다. 이하에서는 상기 하나 이상의 움직임 벡터를 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 벡터로 칭한다.
이하에서 기술된 블록은 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미하며, 영상 부호화 및 복호화 시 부호화 혹은 복호화 단위라 함은, 하나의 영상을 세분화 된 블록으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 말하므로, 블록, 매크로 블록, 부호화 유닛 (coding unit) 또는 예측 유닛 (prediction unit) 등으로 부를 수 있다. 하나의 블록은 크기가 더 작은 하위 블록으로 더 분할될 수 있다.
상기 움직임 벡터는 움직임 정보에 대한 벡터 값으로 2차원 혹은 그 이상의 차원으로 표현되며, 일반적으로 (x, y) 형태를 이룬다. 본 명세서에서 사용되는 움직임 벡터는 벡터 (x, y)를 지칭하도록 표현되었지만, 움직임 벡터의 각 성분 값인 x와 y을 포함할 수 있다.
특히, 제1 움직임 벡터는 현재 영상의 제1 참조 영상(이를테면, H.264/AVC 표준에서 List 0 내의 영상)과 대응하며, 제2 움직임 벡터는 현재 영상의 제2 참조 영상(이를테면, H.264/AVC 표준에서 List 1 내의 영상)과 대응할 수 있다.
제1 움직임 벡터는 현재 영상의 제2 참조 영상(이를테면, H.264에서 List 1 내의 영상)과 대응하며, 제2 움직임 벡터는 현재 영상의 제1 참조 영상(이를테면, H.264에서 List 0 내의 영상)과 대응할 수 있다.
제1 움직임 벡터는 현재 영상의 제1 참조 영상(이를테면, H.264에서 List 0 내의 영상)과 대응하며, 제2 움직임 벡터는 현재 영상의 제1 참조 영상(이를테면, H.264에서 List 0 내의 영상)과 대응할 수 있다.제1 움직임 벡터는 현재 영상의 제2 참조 영상(이를테면, H.264에서 List 1 내의 영상)과 대응하며, 제2 움직임 벡터는 현재 영상의 제2 참조 영상(이를테면, H.264에서 List 1 내의 영상)과 대응할 수 있다.
상기 각 List 0와 List 1에는 동일한 참조 영상이 사용될 수도 있고, 다른 참조 영상이 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 움직임 벡터 예측부(MV prediction)(100)와 적어도 하나 이상의 차분 결정부(MV Difference Decision)(201, 202)를 포함할 수 있다.
움직임 벡터 예측부(100)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록에 대응하는 움직임 벡터를 예측한다.
이때, 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보는 상기 주변 블록의 하나 이상의 실제 움직임 벡터, 상기 주변 블록에 대응하여 예측된 하나 이상의 움직임 벡터, 상기 주변 블록의 각 움직임 벡터별 차분 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 이전 움직임 벡터의 벡터 정보는 상기 이전 움직임 벡터(PMV1), 상기 이전 움직임 벡터의 실제 움직임 벡터(MV1), 상기 이전 움직임 벡터의 차분 정보(MVD1), 이전 복원된 참조 영상내 현재 블록에 대응하는 블록의 움직임 벡터(MV_col), 상기 대응하는 블록의 주변 블록의 움직임 벡터, 기설정된 오프셋정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이를 위하여, 움직임 벡터 예측부(100)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터(0개 내지 n개의 현재 영상에서의 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터(Spatially adjacent block(s)'s MV(s))와, 0개 내지 m개의 현재 블록에 대응하는 참조 영상 내 대응 블록 및 상기 대응 블록의 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터(Temporally collocated block(s)'s MV(s))가 입력될 수 있다.
그리고, 움직임 벡터 예측부(100)는 현재 블록의 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 벡터를 각각 예측하기 위한 제1 예측부(101)와 제2 예측부(202)를 포함할 수 있다.
제1 예측부(101)는 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 예측하는 것으로, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나를 이용할 수 있다.
이를 위하여, 제1 예측부(101)는 아래와 같은 수학식 1 내지 수학식 10 중 하나 이상을 이용할 수 있다.
[수학식 1]
PMV1= MV_A_1
[수학식 2]
PMV1= MV_B_1
[수학식 3]
PMV1= MV_C_1
[수학식 4]
PMV1= MV_D_1
[수학식 5]
PMV1= MV_A_2
[수학식 6]
PMV1= MV_B_2
[수학식 7]
PMV1= MV_C_2
[수학식 8]
PMV1= MV_D_2
[수학식 9]
PMV1= MV_col
*[수학식 10]
PMV1= median{ MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_1}
여기에서, MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1, MV_D_1은 주변 블록의 제1 움직임 벡터이고, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2는 주변 블록의 제2 움직임 벡터이다.
나아가, 제1 예측부(101)는 제1 움직임 벡터를 예측하는 데, 현재 블록의 참조 영상내 대응 블록의 움직임 벡터(MV_col)와 상기 현재 블록의 참조 영상내 대응 블록 주변의 블록들 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다.
제1 차분 결정부(200)는 현재 블록의 예측된 제1 움직임 벡터(PMV1)와 실제 제1 움직임 벡터(MV1)간의 차분 정보(MVD1)를 결정한다.
제2 예측부(102)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 제2 움직임 벡터를 예측한다.
이를 위하여, 제2 예측부(102)는 아래와 같은 수학식 11 내지 수학식 28 중 하나 이상을 이용할 수 있다.
[수학식 11]
PMV2= MV_A_1
[수학식 12]
PMV2= MV_B_1
[수학식 13]
PMV2= MV_C_1
[수학식 14]
PMV2= MV_D_1
[수학식 15]
PMV2= MV_A_2
[수학식 16]
PMV2= MV_B_2
[수학식 17]
PMV2= MV_C_2
[수학식 18]
PMV2= MV_D_2
[수학식 19]
PMV2= MV_col
[수학식 20]
PMV2= median{ MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2}
[수학식 21]
PMV2= median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2, MV1}
[수학식 22]
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV1}
[수학식 23]
PMV2 = avg{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV1}
[수학식 24]
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_C_2, MV1 }
[수학식 25]
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV1 }
[수학식 26]
PMV2 = MV1
[수학식 27]
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV_col}
[수학식 28]
PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2 } + offset
여기에서, PMV2는 각 수학식에 의해 예측되는 현재 블록의 제2 움직임 벡터이고, MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1은 주변 블록의 제1 움직임 벡터이고, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2는 주변 블록의 제2 움직임 벡터, MV1은 현재 블록의 이전 움직임 벡터, MV_col은 이전 복원된 참조 영상내 현재 블록에 대응하는 블록의 움직임 벡터, offset은 기설정된 오프셋값이다.
이때, 기설정된 오프셋값은 현재 블록의 제1 움직임 벡터(MV1)의 차분 정보(MVD1), 주변 블록에 대응하는 각 움직임 벡터의 차분 정보(이를 테면, 주변 블록(A)의 제2 움직임 벡터(MV_A_2)의 차분 정보(MV_A_2_D), 주변 블록(B)의 제2 움직임 벡터(MV_B_2)의 차분 정보(MV_B_2_D)) 중 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 오프셋은 미리 스케일링될 수 있다.
그리고, 제2 차분 결정부(201)는 현재 블록의 예측된 제2 움직임 벡터(PMV2)와 실제 제2 움직임 벡터(MV2)간의 차분 정보(MVD2)를 결정한다.
이때, 제2 차분 결정부(202)는 아래의 수학식 29 내지 31 중 하나를 이용할 수 있다.
[수학식 29]
MVD2 = MV2 - PMV2
[수학식 30]
MVD2 = offset2
이때, offset2는 {-n, -(n-a), -(n-2a) ... 0, ... , -(n-2a), n-a, n} 중 하나가 될 수 있다. 또한, n은 0을 포함한 양의 정수가 될 수 있고, a는 0을 포함한 양의 실수가 될 수 있다.
[수학식 31]
Figure pat00001
이때, offset2의 값은 {-0.5, 0, 0.5}와 같이 복수의 후보로 지정될 수 있다. 이러한 경우 제2 차분 결정부(202)는 [수학식 28]와 같이 제2 움직임 벡터의 차분 정보를 offset2의 후보 값들 중 실제 움직임 벡터와의 차이값과 가장 근사한 값으로 선택할 수 있다.
이때, 상기 위의 수학식뿐만 아니라 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보, 이전 복원된 참조 영상내 현재 블록에 대응하는 블록의 움직임 벡터, 상기 대응하는 블록의 주변 블록의 움직임 벡터 및 기설정된 오프셋정보의 조합을 통한 수학식도 사용될 수 있다.
본 발명에서는 2개의 움직임 벡터 예측부와 차분 결정부가 표현되었지만, 현재 블록의 움직임 벡터의 개수에 따라, 그에 대응하는 예측부와 차분 결정부의 개수를 가질 수 있다.
한편, 움직임 벡터 예측부(100)는 현재 블록의 움직임 벡터의 예측 시 이용할 벡터 정보 중 하나 이상을 시간적으로 스케일링(Scaling)할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 움직임 벡터 예측부(110)는 스케일링부(111)와 제1 예측부(112)와 제2 예측부(113)를 포함할 수 있다.
스케일링부(111)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 시간적으로 스케일링하고, 스케일링된 벡터 정보를 제1 예측부(112) 및 제2 예측부(113)에 전달한다.
만약, 스케일링부(111)가 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 제1 움직임 벡터를 스케일링하는 것으로 구현되는 경우, 상기 제1 움직임 벡터의 스케일링 과정을 도 4를 통해 설명할 수 있다.
도 4를 참조하면, 현재 영상(Current picture)(10)과 다수의 참조 영상(Reference picture 1, 2)(20, 22)(이하, 제1 참조 영상 및 제2 참조 영상으로 칭함)가 도시되었으며, 도시된 바와 같이 시간적인 순서로 배치할 수 있다. 그리고, 스케일링부(111)는 아래의 수학식32를 이용하여 제1 움직임 벡터(MV1)를 스케일링할 수 있다.
[수학식 32]
S_MV1 = MV1 x (tb - td) / tb
*여기에서, S_MV1은 스케일링된 제1 움직임 벡터이고, tb는 제1 참조 영상(20)으로부터 대상 영상(21)까지의 거리이고, td는 제1 참조 영상(20)으로부터 제2 참조 영상(22)까지의 거리이고, 상기 tb 및 td의 부호및 값은 디스플레이 시간 순서로 결정될 수 있다.
예를 들면, 제1 참조 영상(20)이 n-1 번째, 대상 영상이 n 번째, 제2 참조 영상(22)이 n+2 번째의 디스플레이 순서로 가정하면, tb는 tb={n - (n-1)}, td는 td={(n+2)-(n-1)}이 될 수 있다. 또한, 제1 참조 영상(20)이 n-1 번째, 대상 영상이 n 번째, 제2 참조 영상(22)이 n-2 번째의 디스플레이 순서로 가정하면, tb는 tb={n - (n-1)}, td는 td={(n-2)-(n-1)}이 될 수 있다.
제1 예측부(112)는 현재 블록의 제1 움직임 벡터의 예측 시, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 상기 스케일링된 벡터 정보(이를테면, 주변 블록에 대응하는 임의의 움직임 벡터) 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행한다.
제2 예측부(113)는 현재 블록의 제2 움직임 벡터의 예측 시, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보, 상기 스케일링된 벡터 정보(이를테면, 제1 움직임 벡터의 각 벡터 정보) 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행한다.
만약, 스케일링부(111)가 제1 움직임 벡터(MV1)을 스케일링한 경우, 제2 예측부(113)는 아래의 수학식 33을 이용할 수 있다.
[수학식 33]
PMV2= median{MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2, S_MV1}
또한, 제2 예측부(113)는 다른 수학식 1 내지 31에서 스케일링 되지 않은 기존 벡터 정보(이를 테면, 제1 움직임 벡터(MV1))를 대신하여 상기 스케일링된 벡터 정보(스케일링된 제1 움직임 벡터(S_MV1)를 적용할 수 있다.
이에 따라, 제1 예측부(112) 및 제2 예측부(113)는 현재 블록의 각 움직임 벡터의 예측하는 데, 주변 블록 또는 현재 블록에서 발생할 수 있는 시간적 불일치가 보정된 벡터 정보를 이용함으로써, 보다 정확한 예측이 가능할 수 있다.
나아가, 스케일링부(111)는 현재 블록의 참조 영상들이 서로 일치하는지에 따라 스케일링 여부를 결정할 수 있다.
다시말해, 스케일링부(111)는 참조하려는 움직임 벡터(MV_alpha)의 참조 영상(ref_pic_alpha)이 현재 부호화 하려는 대상 블록의 움직임 벡터(MV_current)의 참조 영상(ref_pic_current)과 상이한 지를 판단한다. 그리고 각 참조 영상(ref_pic_alpha, ref_pic_current)들이 상이한 것으로 판단되면, 상기 참조하려는 움직임 벡터(MV_alpha)를 대상 블록의 움직임 벡터(MV_current)를 기준으로 시간적 스케일링할 수 있다.
또한, 제 2 예측부(113)는 제1 움직임 벡터를 이용하여 제2 움직임 벡터를 얻을 수 있다. 즉, 도 4와 같이 제1 움직임 벡터를 제2 참조 영상에 맞도록 스케일링하여 '제2 움직임 벡터의 후보 1'을 얻은 후, 제2 움직임 벡터 후보 1과 제2 참조 영상에서 제2 움직임 벡터 후보 1이 가리키는 블록 주변을 조사하여 최종 제2 움직임 벡터를 얻을 수 있다. 이 때 제1 움직임 벡터에 대한 정보는 저장 혹은 전송되지만, 상기와 같이 제1 움직임 벡터로부터 얻을 수 있는 제2 움직임 벡터에 대한 정보는 전혀 저장 혹은 전송되지 않을 수 있다. 즉 제2 차분 결정부(202) 없이 부호화기 및 복호화기를 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상의 부호화 방법을 보여주기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 움직임 벡터 예측부(100)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 예측한다(S10).
만약, 현재 예측할 움직임 벡터가 제1 움직임 벡터인 경우, 제1 예측부(101)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록에 대한 제1 움직임 벡터를 예측한다. 그리고, 제2 움직임 벡터인 경우, 제2 예측부(102)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록에 대한 제2 움직임 벡터를 예측한다.
그리고, 제1 차분 결정부(200) 또는 제2 차분 결정부(201)는 상기 S10 단계에 의해 예측된 움직임 벡터(PMV1 또는 PMV2)를 이용하여 실제 움직임 벡터(MV1 또는 MV2)와의 차분 정보(MVD1 또는 MVD2)를 결정한다(S20).
그리고, 움직임 벡터 예측부(100)는 현재 블록에 대한 움직임 벡터의 예측이 모두 수행되었는 지를 판단하여, 모두 수행되지 않은 경우 상기 S10 단계의 실행을 요청한다.
이때, S10 단계는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상(이를테면, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터)을 시간적으로 스케일링하는 기능을 더 포함할 수 있다.
상기 S10 단계는 도 6a에 도시된 단계를 포함할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 스케일링부(111)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터를 시간적 스케일링한다(S11).
제1 예측부(112)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 예측한다(S12).
이후, 제2 예측부(113)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보, 상기 스케일링된 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 제2 움직임 벡터를 예측한다(S13).
또한, 스케일링부(111)가 현재 블록의 참조 영상들이 서로 일치하는지에 따라, 스케일링 여부를 결정할 수도 있다.
이를 위하여, 상기 S13 단계는 도 6b에 도시된 단계를 포함할 수 있다.
이때, 스케일링부(111)는 제1 움직임 벡터(MV1)를 스케일링하는 것으로 가정한다.
도 6b를 참조하면, 스케일링부(111)는 대상 블록의 제1 참조 영상(20) 및 제2 참조 영상(22)이 상이한 지를 판단한다(S13a).
상기 S13a 단계의 판단결과, 제1 참조 영상(20) 및 제2 참조 영상(22)이 상이한 경우, 스케일링부(111)는 제1 움직임 벡터(MV1)를 스케일링한다(S13b).
그리고, 제2 예측부(113)는 상기 S13b에 의해 스케일링된 제1 움직임 벡터(S_MV1), 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 제2 움직임 벡터를 예측한다(S13c).
상기 S13a 단계의 판단결과, 제1 참조 영상(20) 및 제2 참조 영상(22)이 상이하지 않은 경우, 제2 예측부(113)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 제2 움직임 벡터를 예측한다(S13d).
도 7은 도 2에 도시된 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 복호화 장치는 움직임 벡터 예측부(MV prediction)(300)와 적어도 하나 이상의 가산기(400)를 포함할 수 있다.
움직임 벡터 예측부(300)는 입력되는 영상 스트림으로부터 각 블록의 움직임 벡터(이를테면, 제1 움직임 벡터 및 제2 움직임 벡터)를 예측하기 위해, 제1 예측부(301)와 제2 예측부(302)를 포함할 수 있다. 이때, 입력되는 영상 스트림은 도 2에 도시된 부호화 장치에 의해 영상이 부호화된 결과이다.
*움직임 벡터 예측부(300)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 각 움직임 벡터를 예측한다. 이때, 움직임 벡터 예측부(300)은 부호화기의 움직임 예측부(100)과 동일하게 동작할 수 있다.
특히, 제1 예측부(301)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나를 이용하여 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 예측한다.
그리고, 제1 가산기(400)는 현재 블록의 제1 움직임 벡터에 대한 차분 정보(MVD1)를 이용하여 상기 예측된 제1 움직임 벡터(PMV1)를 가산하여 제1 움직임 벡터(MV1)를 산출한다.
제2 예측부(302)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 제2 움직임 벡터를 예측한다.
그리고, 제2 가산기(401)는 현재 블록의 제2 움직임 벡터에 대한 차분 정보(MVD2)를 이용하여 상기 예측된 제2 움직임 벡터(PMV2)를 가산하여 제2 움직임 벡터(MV2)를 산출한다.
본 발명에서는 2개의 움직임 벡터 예측부와 가산기가 표현되었지만, 현재 블록의 움직임 벡터의 개수에 따라, 그에 대응하는 예측부와 가산기의 개수를 가질 수 있다.
도 8은 도 2에 도시된 움직임 벡터 예측부(120)의 다른 실시를 보여주는 도면이다.
상기 실시 예는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 유사성에 따라 선택되는 벡터 정보가 현재 블록의 움직임 벡터의 예측에 이용되는 경우가 될 수 있다.
도 8을 참조하면, 움직임 벡터 예측부(120)는 스케일링부(121)와 유사성 판단부(122)와 벡터 선택부(123)와 제1 예측부(124)와 제2 예측부(125)를 포함할 수 있다.
스케일링부(121)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상(이를테면, 제1 움직임 벡터의 차분 정보)을 시간적으로 스케일링한다.
유사성 판단부(122)는 각 주변 블록에 대하여 주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 유사성을 추정하고, 상기 추정된 유사성이 기설정된 기준 값보다 큰 지의 여부를 판단한다.
이때, 유사성 판단부(122)는 주변 블록들 중 각 블록 내 각 움직임 벡터(이를테면, 주변 블록A의 제1 움직임 벡터와 제2 움직임 벡터)간의 차를 계산함으로써, 계산된 차를 유사성으로 간주할 수 있다.
벡터 선택부(123)는 상기 추정된 유사성이 기준 값 이하로 판단된 경우, 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 동일 참조 영상에 따른 움직임 벡터의 벡터 정보를 참조 정보로 선택한다. 상기 추정된 유사성이 기준 값 이상으로 판단된 경우, 벡터 선택부(123)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 참조 정보로 선택할 수 있다.
그리고, 제1 예측부(124) 및 제2 예측부(125)는 벡터 선택부(123)에 의해 선택된 참조 정보를 이용하여 현재 블록의 각 움직임 벡터를 예측한다.
또한, 제 2 예측부(302)는 제1 움직임 벡터를 이용하여 제2 움직임 벡터를 얻을 수 있다. 즉, 도 4와 같이 제1 움직임 벡터를 제2 참조 영상에 맞도록 스케일링하여 '제2 움직임 벡터의 후보 1'을 얻은 후, 제2 움직임 벡터 후보 1과 제2 참조 영상에서 제2 움직임 벡터 후보 1이 가리키는 블록 주변을 조사하여 최종 제2 움직임 벡터를 얻을 수 있다. 이때, 제1 움직임 벡터에 대한 차분 정보(MVD1)는 저장 혹은 전송되지만, 상기와 같이 제1 움직임 벡터로부터 얻을 수 있는 제2 움직임 벡터에 대한 차분 정보(MVD2)는 저장 혹은 전송되지 않을 수 있다. 즉, 도 7의 제2 가산기(401)는 제2 움직임 벡터에 대한 차분 정보(MVD2)의 입력 없이 제2 예측부(302)에서 결정된 예측된 제2 움직임 벡터 정보(PMV2)를 제2 움직임 벡터(MV2)로 결정할 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 움직임 벡터 예측부(120)의 동작을 보여주는 도면이다.
도 9를 참조하면, 스케일링부(121)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 스케일링한다(S30)
유사성 판단부(122)는 각 주변 블록에 대하여 주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 유사성을 추정한다(S31).
그리고, 유사성 판단부(122)는 상기 S31 단계에 의해 추정된 유사성이 기설정된 기준 값보다 큰 지의 여부를 판단한다(S32).
*상기 S32 단계의 판단결과, 상기 유사성이 기준 값보다 큰 경우, 벡터 선택부(123)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 참조 정보로 선택한다(S33).
상기 S32 단계의 판단결과, 상기 유사성이 상기 기준 값보다 크지 않은 경우, 벡터 선택부(123)는 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 동일 참조 영상에 따른 움직임 벡터의 벡터 정보를 참조 정보로 선택한다(S34).
제1 예측부(124)는 상기 S33 단계 또는 상기 S34 단계에 의해 선택된 참조 정보를 이용하여 제1 움직임 벡터를 예측하고, 제2 예측부(125)는 상기 S33 단계 또는 상기 S34 단계에 의해 선택된 참조 정보를 이용하여 제2 움직임 벡터를 예측한다(S35).
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하면, 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 압축 과정을 부호화 장치를 보여준다. 이때, 도 10에 도시된 부호화 장치는 현재 블록의 복수의 움직임 벡터 중 제2 움직임 벡터를 예측하는 것으로 가정한다.
부호화 장치는 복수의 제2 예측부(102-1 내지 102-n)와, 복수의 제2 차분 결정부(202-1 내지 202-n)와 예측 결정부(500)를 포함한다.
여기에서, 복수의 제2 예측부(102-1 내지 102-n)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하는 서로 다른 예측 방식을 근거로 현재 블록의 임의의 움직임 벡터(제2 움직임 벡터)를 예측한다. 그리고, 복수의 제2 차분 결정부(202-1 내지 202-n)는 연결된 각 제2 예측부(102-1 내지 102-n)에 의해 예측되는 움직임 벡터의 차분 정보를 결정한다.
다시 말해, 제2-1 예측부(102-1)는 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하는 기설정된 예측 방식(이를 테면, 수학식 2)으로 제2 움직임 벡터를 예측하고, 제2-2 예측부(102-2)는 다른 예측 방식(이를테면, 수학식 3)으로 제2 움직임 벡터를 예측하는 식으로 구현될 수 있다.
마찬가지로, 제2-1 차분 결정부(202-1)는 제2-1 예측부(100-1)에 의해 예측된 제2 움직임 벡터에 대하여 실제 움직임 벡터(MV2)와의 차분 정보를 결정하고, 제2-2 차분 결정부(202-2)는 제2-2 예측부(102-2)에 의해 예측된 제2움직임 벡터에 대하여 실제 움직임 벡터(MV2)와의 차분 정보를 결정할 수 있다.
예측 결정부(500)는 입력되는 각 차분 정보를 근거로, 상기 실제 움직임 벡터(MV2)와 가장 가깝게 예측된 움직임 벡터를 선택하여 상기 현재 블록에 대응하는 예측 움직임 벡터로 결정한다.
또한, 예측 결정부(500)는 선택된 움직임 벡터를 예측한 예측 방식을 나타내는 예측 지시자(Prediction index)를 생성하여, 영상의 압축 데이터와 함께 복호화 장치로 전달할 수 있다.
한편, 도 11을 참조하면, 복호화 장치는 제2 예측부(310)와 가산기(410)를 포함한다.
제2 예측부(310)는 현재 블록의 임의의 움직임 벡터(제2 움직임 벡터)를 복호화하기 위해 서로 다른 예측 방식을 각각 수행하는 복수의 제2-1 예측부(311-1) 내지 제2-n 예측부(311-n)를 구비할 수 있다.
그리고, 제2 예측부(310)는 영상의 압축 데이터와 함께 수신된 예측 지시자(Prediction index)를 근거로 선택되는 예측 방식의 예측부(이를 테면, 제2-2 예측부(311-2))를 선택하고, 선택된 예측부(311-2)를 이용하여 현재 블록의 제2 움직임 벡터를 예측할 수 있다. 그리고, 가산기(410)는 상기 예측된 제2 움직임 벡터(PMV2)에 현재 블록의 제2 움직임 벡터의 차분 정보(MVD2)를 가산하여, 현재 블록의 제2 움직임 벡터(MV2)를 산출할 수 있다.
본 발명은 2 개의 움직임 벡터를 예측하는 것에 한정되지 않고 n 개(2 개 이상)의 움직임 벡터를 예측하는 것으로 확장 될 수 있다. 이 때, 제1 움직임 벡터에 대한 정보를 상기 기술된 본 발명의 내용과 같이 저장 혹은 전송하고, 제2 움직임 벡터부터 제 n 움직임 벡터까지는 이미 부호화된 바로 이전의 움직임 벡터를 이용하여 획득할 수 있다. 이때, n은 2보다 큰 자연수를 의미한다. 즉 i 번째(i = 2 ...n) 움직임 벡터(MV(i))의 예측 값(PMV(i))은
PMV(i) = MV(i) - MV(i-1)
로 정의되며, 실제 전송 혹은 저장되는 i 번째 움직임 벡터 정보는 다음 MVD(i) 값이다.
MVD(i) = MV(i) - PMV(i)
본 발명에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
예를 들어 본 발명의 부호화 장치는 B 슬라이스의 매크로 블록의 처리 타입으로 구현되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 P 슬라이스의 매크로 블록의 타입이 적용될 수 있다. P 슬라이스의 매크로 블록의 경우, 각 블록별 움직임 벡터가 단일이 될 수 있다. 이러한 경우, 상기 P 슬라이스의 매크로 블록은 본 실시 예들에서의 제1움직임 벡터로 이용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 현재 블록
11 내지 14 : 주변 블록
20, 22 : 참조 영상
21 : 현재 영상
100, 110 : 부호화 장치의 움직임 벡터 예측부
101, 112 : 제1 예측부
111, 121 : 스케일링부
122 : 유사성 판단부
123 : 벡터 선택부
102, 113, 102-1 내지 102-n : 제2 예측부
201 : 제1 차분 결정부
202, 202-1 내지 202-n : 제2 차분 결정부
300 : 복호화 장치의 움직임 벡터 예측부
301, 123, 124, 125 : 제1 예측부
302, 310, 310-1 내지 310-n : 제2 예측부
400, 401 : 가산기

Claims (11)

  1. 영상의 부호화 장치에 있어서,
    상기 영상 내 현재 블록의 임의의 움직임 벡터를 예측할 때, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 예측을 수행하는 움직임 벡터 예측부; 및
    상기 움직임 벡터 예측부에 의해 예측된 움직임 벡터 및 상기 현재 블록의 실제 움직임 벡터를 기초로 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 차분 정보를 결정하는 차분 결정부를 포함하는,
    영상의 부호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보는
    상기 주변 블록의 하나 이상의 실제 움직임 벡터, 상기 주변 블록에 대응하여 예측된 하나 이상의 움직임 벡터, 상기 주변 블록의 각 움직임 벡터별 차분 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이전 움직임 벡터의 벡터 정보는
    상기 이전 움직임 벡터(PMV1), 상기 이전 움직임 벡터의 실제 움직임 벡터(MV1), 상기 이전 움직임 벡터의 차분 정보(MVD1), 이전 복원된 참조 영상내 현재 블록에 대응하는 블록의 움직임 벡터(MV_col), 상기 대응하는 블록의 주변 블록의 움직임 벡터, 기설정된 오프셋정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 움직임 벡터 예측부는
    아래의 수학식 중 하나를 이용하여 현재 블록의 상기 임의의 움직임 벡터를 예측하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
    PMV2= MV_A_1,
    PMV2= MV_B_1,
    PMV2= MV_C_1,
    PMV2= MV_D_1,
    PMV2= MV_A_2,
    PMV2= MV_B_2,
    PMV2= MV_C_2,
    PMV2= MV_D_2,
    PMV2= MV_col,
    PMV2= median{ MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2},
    PMV2= median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2, MV1},
    PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV1},
    PMV2 = avg{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV1},
    PMV2 = median{ MV_A_2, MV_C_2, MV1 },
    PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV1 },
    PMV2 = MV1,
    PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV1, MV_col},
    PMV2 = median{ MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2 } + offset,
    (여기에서, PMV2는 각 수학식에 의해 예측되는 현재 블록의 움직임 벡터이고, MV_A_1, MV_B_1, MV_C_1은 주변 블록의 제1 움직임 벡터이고, MV_A_2, MV_B_2, MV_C_2, MV_D_2는 주변 블록의 제2 움직임 벡터, MV1은 현재 블록의 이전 움직임 벡터, MV_col은 참조 영상내 현재 블록이 대응하는 블록의 움직임 벡터, offset은 기설정된 오프셋값)
  5. 제1항에 있어서, 상기 움직임 벡터 예측부는
    상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 스케일링하는 스케일링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스케일링부는
    상기 현재 블록의 참조 영상들이 서로 일치하는지에 따라, 상기 스케일링 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 스케일링부는
    아래의 수학식 중 하나를 이용하여 상기 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보를 스케일링하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
    S_MV1 = MV1 x (tb - td) / tb
    (여기에서, S_MV1는 스케일링되는 예측된 제1 움직임 벡터이고, MV1은 실제 제1 움직임 벡터이고, tb는 제1 참조 영상으로부터 대상 영상까지의 거리이고, td는 제1 참조 영상으로부터 제2 참조 영상까지의 거리)
  8. 제1항에 있어서, 상기 움직임 벡터 예측부는
    주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 추정되는 유사성에 따라 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 선택하여 상기 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 움직임 벡터 예측부는
    주변 블록들 중 각 블록 내 움직임 벡터들간의 유사성을 추정하여 상기 추정된 유사성이 기설정된 기준 값 이상인 지를 판단하는 유사성 판단부;
    상기 판단결과, 상기 유사성이 기준 값 이하인 경우, 상기 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보 중 동일 참조 영상에 따른 움직임 벡터의 벡터 정보를 참조 정보로 선택하는 벡터 선택부; 및
    상기 벡터 선택부에 의해 선택된 참조 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 예측하는 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 벡터 선택부는
    상기 판단결과, 상기 유사성이 기준 값 이상인 경우, 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터의 벡터 정보, 현재 블록의 이전 움직임 벡터의 벡터 정보 중 하나 이상을 상기 참조 정보로 선택하는 것을 특징으로 하는,
    영상의 부호화 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 예측부는
    둘 이상으로 구비되고, 상기 벡터 선택부에 의해 선택된 참조 정보를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 적어도 둘 이상의 움직임 벡터를 각각 예측하는
    영상의 부호화 장치.
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