KR20130085392A - 인트라 예측 처리 속도 향상을 위한 비디오의 부호화 방법 및 장치, 비디오의 복호화 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
인트라 예측 처리 속도 향상을 위한 비디오의 부호화 방법 및 장치, 비디오의 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 부호화 방법은 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하고, 획득된 참조 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하며, 참조 픽셀 신택스 정보를 비트스트림에 부가한다.
Description
본 발명은 비디오의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 인트라 예측되는 블록들 사이의 의존성(depedency)을 감소시켜 병렬적인 인트라 예측을 수행하거나, 인트라 예측되는 블록의 개수를 제한함으로써 인트라 예측 처리 속도를 향상시키기 위한 비디오의 부호화 및 복호화에 관한 것이다.
MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding)와 같은 영상 압축 방식에서는 영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처를 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측 및 인트라 예측에서 이용가능한 모든 부호화 모드를 적용하여 각각의 매크로 블록을 부호화한 다음, 매크로 블록의 부호화에 소요되는 비트율과 원 매크로 블록과 복호화된 매크로 블록과의 왜곡 정도에 따라서 부호화 모드를 선택하여 매크로 블록을 부호화한다.
인트라 예측되는 블록은 인접한 블록의 픽셀을 참조 픽셀로 이용한다. 따라서, 인접 블록의 처리가 완료되기 이전에는 인트라 예측이 수행될 수 없다. 이로 인해, 인트라 예측되는 블록과 인접 블록은 병렬적으로 처리하는 것은 불가능하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 인트라 예측되는 블록들 사이의 의존성을 감소시켜 인접한 블록들에 대한 병렬적인 인트라 예측을 수행하는 것이다. 또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 소정 크기 이하의 블록에 대한 인트라 예측을 제한함으로써 인트라 예측 처리의 속도를 향상시키는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 부호화 방법은 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 단계; 상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 단계; 및 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 비트스트림에 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오 부호화 장치는 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 참조 픽셀 획득부; 상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 인트라 예측 수행부; 및 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 비트스트림에 부가하는 엔트로피 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 복호화 방법은 비트스트림으로부터 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 참조 픽셀 신택스 정보가 상기 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는 것을 가리키는 경우, 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 복호화 장치는 비트스트림으로부터 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 획득하는 엔트로피 복호화부; 상기 획득된 참조 픽셀 신택스 정보가 상기 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는 것을 가리키는 경우, 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 참조 픽셀 획득부; 및 상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은 픽처를 최대 크기를 갖는 최대 부호화 단위로 분할하는 단계; 상기 최대 부호화 단위를 계층적 구조의 부호화 단위들로 분할하여 부호화하는 단계; 상기 최대 부호화 단위에 포함된 부호화된 부호화 단위들 중 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수를 획득하는 단계; 상기 획득된 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 소정 임계값을 초과하는 경우, 상기 최대 부호화 단위에 포함된 상기 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 상기 소정 임계값 이하가 되도록 상기 최대 부호화 단위에 포함된 서로 인접한 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합하는 단계; 및 상기 병합된 부호화 단위에 대한 예측 부호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는 픽처를 최대 크기를 갖는 최대 부호화 단위로 분할하고, 상기 최대 부호화 단위를 계층적 구조의 부호화 단위들로 분할하여 부호화하는 영상 부호화부; 및 상기 최대 부호화 단위에 포함된 부호화된 부호화 단위들 중 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수를 획득하고, 상기 획득된 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 소정 임계값을 초과하는 경우, 상기 최대 부호화 단위에 포함된 상기 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 상기 소정 임계값 이하가 되도록 상기 최대 부호화 단위에 포함된 서로 인접한 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합하는 병합부를 포함하며, 상기 영상 부호화부는 병합된 부호화 단위를 다시 예측 부호화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 인접한 블록들 사이의 병렬적인 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 인트라 예측 처리 속도가 향상된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 방향을 나타낸 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 때 필요한 주변 블록들을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수 개의 인접 블록들의 병렬 인트라 예측 처리를 위한 참조 픽셀을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 복수 개의 인접 블록들의 병렬 인트라 예측 처리를 위한 참조 픽셀을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라서 우상측 및 좌상측 참조 픽셀을 획득하는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 방향을 나타낸 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 때 필요한 주변 블록들을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수 개의 인접 블록들의 병렬 인트라 예측 처리를 위한 참조 픽셀을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 복수 개의 인접 블록들의 병렬 인트라 예측 처리를 위한 참조 픽셀을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라서 우상측 및 좌상측 참조 픽셀을 획득하는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다.
최대 부호화 단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 8보다 큰 2의 제곱승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 주파수 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 주파수 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 주파수 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 주파수 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 그리고 인트라 모드는 2Nx2N 과 NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 주파수 변환을 수행할 수 있다.
부호화 단위의 주파수 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 데이터 단위를 기반으로 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환을 위한 데이터 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 데이터 단위를 포함할 수 있다.
이하, 주파수 변환의 기반이 되는 데이터 단위는 '변환 단위'라고 지칭될 수 있다. 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 주파수 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 파티션의 결정 방식에 대해서는, 도 3 내지 12을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.
부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이며, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더에 삽입될 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 주파수 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 각종 프로세싱을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1 및 비디오 부호화 장치(100)을 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(205)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 주파수 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 주파수 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 변환 단위에 따라 주파수 역변환을 수행할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들, 예측 단위 및 변환 단위의 결정 방식이 상술된다.
도 3 은 계층적 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 3에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)를 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 주파수 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 주파수 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 주파수 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 주파수 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640), 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 파티션(650)으로만 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 주파수 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 주파수 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는 인터 모드로 또는 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0xN_0 의 파티션에 대해서는 인트라 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 분할 정보는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 주파수 변환 또는 주파수 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 주파수 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다.부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) | 분할 정보 1 | ||||
예측 모드 | 파티션 타입 | 변환 단위 크기 | 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화 | ||
인트라 인터 스킵 (2Nx2N만) |
대칭형 파티션 타입 | 비대칭형 파티션 타입 | 변환 단위 분할 정보 0 | 변환 단위 분할 정보 1 |
|
2Nx2N 2NxN Nx2N NxN |
2NxnU 2NxnD nLx2N nRx2N |
2Nx2N | NxN (대칭형 파티션 타입) N/2xN/2 (비대칭형 파티션 타입) |
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
이하, 도 4의 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 인트라 예측부(410) 및 도 5의 영상 복호화 장치(200)의 인트라 예측부(550)에서 수행되는 인트라 예측에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치의 블록도이다. 도 14의 인트라 예측 장치(1400)는 도 4의 인트라 예측부(410) 및 도 5의 인트라 예측부(550)에 대응한다.
도 14를 참조하면, 인트라 예측 장치(1400)는 참조 픽셀 획득부(1410) 및 인트라 예측 수행부(1420)를 포함한다. 참조 픽셀 획득부(1410)는 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득한다. 후술되는 바와 같이, 참조 픽셀 획득부(1410)는 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 공유하거나, 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용한 외간(extrapolation)을 통해 복수 개의 서로 인접한 블록들의 인트라 예측에 필요한 주변 픽셀을 획득함으로써, 복수 개의 서로 인접한 블록들이 병렬적으로 인트라 예측될 수 있도록 참조 픽셀을 제공한다.
인트라 예측 수행부(1420)는 획득된 참조 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행한다. 인트라 예측 수행부(1420)는 종래 기술에 따른 한정된 방향성을 갖는 인트라 예측 모드 이외에 (dx,dy) 파라메터를 이용한 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드를 부가적으로 수행할 수 있다. 일 예로 인트라 예측되는 예측 단위의 크기를 NxN이라고 할 때, 인트라 예측 수행부(1420)는 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64 크기의 블록 각각에 대하여 35개의 인트라 예측 모드들을 적용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 35개의 인트라 예측 모드들은 플래너 (Planar) 모드, DC 모드 및 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드의 개수는 이러한 예에 한정되지 않고, 현재 블록이 색차 성분인지 휘도 성분인지 여부, 현재 블록의 크기 등의 정보에 기초하여 다양하게 설정될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.
다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들은 블록 내의 예측되는 픽셀을 중심으로 소정의 기울기를 갖는 라인을 이용하여 주변 참조 픽셀을 결정하고 결정된 주변 참조 픽셀을 예측자로 이용함으로써 설정될 수 있다. 이러한 라인의 기울기는 (dx, dy) 파라메터(dx, dy는 정수)를 이용하여 설정될 수 있다.
도 15를 참조하면, 블록 내의 예측되는 픽셀(P)을 중심으로 (dx, dy)의 값에 따라 정해지는 tan-1(dy/dx)의 각도를 갖는 연장선(150) 상에 위치한 주변 픽셀(A, B)를 픽셀(P)의 예측자로 이용할 수 있다. 이 때, 예측자로서 이용되는 주변 픽셀은 (dx,dy)의 값에 따라 정해지는 연장선(150)의 각도를 고려할 때, 현재 블록의 상측, 좌측, 우상측 및 좌하측의 주변 블록에 포함된 픽셀일 수 있다.
도 15에서, 연장선(150)에 위치하거나 연장선(150)에 가까운 주변 픽셀을 이용하여 현재 픽셀(P)의 예측자를 생성하는 경우, 연장선(150)은 tan-1(dy/dx)의 방향성을 갖는다. 이러한 연장선(150)을 이용한 주변 픽셀의 결정을 위해서는 (dy/dx)의 나눗셈 연산이 필요하기 때문에 하드웨어나 소프트웨어로 구현시 소수점 연산을 포함할 수 있어서 연산량을 증가시키는 요인이 될 수 있다. 따라서, 참조 픽셀을 선택하기 위한 예측 방향을 dx, dy 파라메터를 이용하여 설정할 때, 연산량을 감소시킬 수 있도록 dx, dy를 설정할 필요가 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, (j,i)에 위치한 현재 픽셀을 P(1610), 현재 픽셀 P(1610)를 지나는 tan-1(dy/dx)의 방향성, 즉 기울기를 갖는 연장선 상에 위치한 상측 주변 픽셀을 A(1611), 좌측 주변 픽셀을 B(1612)라고 정의한다. 현재 픽셀 P(1610)이 포함된 블록의 크기가 nSxnS(nS는 양의 정수)이며, 블록의 각 픽셀들의 위치는 (0,0) 부터 (nS-1, nS-1) 중 하나이며, x축 상에 위치한 상측 주변 픽셀의 위치를 (m, -1)(m은 정수), y축 상에 위치한 좌측 주변 픽셀의 위치를 (-1,n)(n은 정수)라고 가정한다. 현재 픽셀 P(1610)을 지나는 연장선과 만나는 상측 주변 픽셀 A(1611)의 위치는 (j+i*dx/dy, -1), 좌측 주변 픽셀 B(1612)의 위치는 (-1, i+j*dy/dx) 이다. 따라서, 현재 픽셀 P(1610)의 예측을 위해 상측 주변 픽셀 A(1611) 또는 좌측 주변 픽셀 B(1612)를 결정하기 위해서는 dx/dy 또는 dy/dx와 같은 나눗셈 연산이 필요하다. 전술한 바와 같이 이러한 나눗셈 연산은 연산 복잡도가 높기 때문에 소프트웨어 또는 하드웨어 구현시 연산 속도의 저하를 초래할 수 있다. 따라서, 주변 픽셀을 결정하기 위한 예측 모드의 방향성을 나타내는 dx 및 dy 중 적어도 하나의 값을 2의 지수승으로 결정할 수 있다. 즉, n,m을 각각 정수라고 할 때, dx 및 dy는 각각 2^n, 2^m 일 수 있다.
현재 픽셀 P(1610)의 예측자로써 좌측 주변 픽셀 B(1612)가 이용되고 dx가 2^n의 값을 갖는 경우, 좌측 주변 픽셀 B(1612)의 위치인 (-1, i+j*dy/dx)를 결정하기 위해 필요한 j*dy/dx 연산은 (i*dy)/(2^n)이며, 이러한 2의 지수승으로 나눗셈을 수행하는 연산은 (i*dy)>>n과 같이 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있으므로 연산량이 감소한다. 유사하게, 현재 픽셀 P(1610)의 예측자로써 상측 주변 픽셀 A(1611)가 이용되고 dy가 2^m의 값을 갖는 경우, 상측 주변 픽셀 A의 위치인 (j+i*dx/dy,-1)를 결정하기 위해 필요한 i*dx/dy 연산은 (i*dx)/(2^m)이며, 이러한 2의 지수승으로 나눗셈을 수행하는 연산은 (i*dx)>>m과 같이 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있다.
표 2 내지 표 4는 dx 또는 dy의 값 중 적어도 하나를 2의 지수승으로 설정한 (dx,dy) 파라메터를 예시한 것이다.
dx | Dy | dx | dy | dx | dy |
-32 | 32 | 21 | 32 | 32 | 13 |
-26 | 32 | 26 | 32 | 32 | 17 |
-21 | 32 | 32 | 32 | 32 | 21 |
-17 | 32 | 32 | -26 | 32 | 26 |
-13 | 32 | 32 | -21 | 32 | 32 |
-9 | 32 | 32 | -17 | ||
-5 | 32 | 32 | -13 | ||
-2 | 32 | 32 | -9 | ||
0 | 32 | 32 | -5 | ||
2 | 32 | 32 | -2 | ||
5 | 32 | 32 | 0 | ||
9 | 32 | 32 | 2 | ||
13 | 32 | 32 | 5 | ||
17 | 32 | 32 | 9 |
dx | Dy | dx | dy | dx | dy |
-32 | 32 | 19 | 32 | 32 | 10 |
-25 | 32 | 25 | 32 | 32 | 14 |
-19 | 32 | 32 | 32 | 32 | 19 |
-14 | 32 | 32 | -25 | 32 | 25 |
-10 | 32 | 32 | -19 | 32 | 32 |
-6 | 32 | 32 | -14 | ||
-3 | 32 | 32 | -10 | ||
-1 | 32 | 32 | -6 | ||
0 | 32 | 32 | -3 | ||
1 | 32 | 32 | -1 | ||
3 | 32 | 32 | 0 | ||
6 | 32 | 32 | 1 | ||
10 | 32 | 32 | 3 | ||
14 | 32 | 32 | 6 |
dx | Dy | dx | dy | dx | dy |
-32 | 32 | 23 | 32 | 32 | 15 |
-27 | 32 | 27 | 32 | 32 | 19 |
-23 | 32 | 32 | 32 | 32 | 23 |
-19 | 32 | 32 | -27 | 32 | 27 |
-15 | 32 | 32 | -23 | 32 | 32 |
-11 | 32 | 32 | -19 | ||
-7 | 32 | 32 | -15 | ||
-3 | 32 | 32 | -11 | ||
0 | 32 | 32 | -7 | ||
3 | 32 | 32 | -3 | ||
7 | 32 | 32 | 0 | ||
11 | 32 | 32 | 3 | ||
15 | 32 | 32 | 7 | ||
19 | 32 | 32 | 11 |
전술한 바와 같이 (dx, dy) 파라메터들을 이용하는 각 인트라 예측 모드들은 (j,i)에 위치한 픽셀의 예측자로써 좌측의 주변 픽셀 (-1, i+j*dy/dx) 또는 상측의 주변 픽셀 (j+i*dx/dy,-1)을 이용한다. 표 2 내지 표 4과 같이 dx 또는 dy의 값 중 적어도 하나가 2의 지수승을 갖는 경우, 좌측의 주변 픽셀 (-1, i+j*dy/dx) 및 상측의 주변 픽셀 (j+i*dx/dy,-1)의 위치는 나눗셈 연산 없이 곱셈 및 쉬프트 연산만으로 획득될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 방향을 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 인트라 예측 수행부(1420)는 도시된 바와 같은 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들에 따라 현재 픽셀의 예측자로 이용될 주변 픽셀을 결정할 수 있다. 이러한 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드 이외에, 인트라 예측 수행부(1420)는 플래너 모드, DC 모드 등을 적용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
한편, 인트라 예측시에는 인접한 주변 블록의 픽셀을 참조 픽셀로서 이용하기 때문에, 현재 블록은 주변 블록의 처리가 완료된 이후에 인트라 예측될 수 있는 의존성(dependency)을 갖는다.
도 18a 및 도 18b는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 때 필요한 주변 블록들을 나타낸 도면이다. 도 18a는 종래 H.264 등에서 이용되는 인트라 예측 모드에 따라서 현재 블록의 인트라 예측시 필요한 주변 블록들을 나타내며, 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 따라서 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들에 따라서 현재 블록의 인트라 예측시 필요한 주변 블록들을 나타낸다.
도 18a를 참조하면, 종래 H.264 등에서 이용되는 인트라 예측 모드에 기초할 때, 현재 블록(cur)의 좌측 블록(A), 좌상측 블록(C), 상측 블록(B) 및 우상측 블록(D)이 현재 블록(cur)의 인트라 예측시 참조될 수 있다. 도 18b를 참조하면, 전술한 바와 같이 (dx, dy) 파라메터를 이용하여 다양한 방향성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따라서 현재 블록(cur)을 예측할 때에는 추가적으로 좌하측 블록(E)이 참조될 수 있다. 인트라 예측은 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀들을 참조 픽셀로 이용하여 수행되기 때문에, 현재 블록(cur)과 주변 블록들(A 내지 E)는 동시에 병렬적으로 처리될 수 없다. 예를 들어, 현재 블록(cur)이 상측 블록(B)의 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 경우, 현재 블록(cur)의 인트라 예측은 상측 블록(B)에 대한 처리가 완료된 이후에만 수행될 수 있으며, 현재 블록(cur)과 상측 블록(B)을 병렬적으로 동시에 처리할 수 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)는 복수 개의 인접 블록들이 병렬적으로 인트라 예측될 수 있도록, 복수 개의 인접 블록들보다 이전에 부호화되어 복원된 이전 블록들의 픽셀을 참조 픽셀로서 공유하거나, 외간을 통해 생성된 참조 픽셀을 이용한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수 개의 인접 블록들의 병렬 인트라 예측 처리를 위한 참조 픽셀을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 19를 참조하면, 참조 픽셀 획득부(1410)는 4개의 인접 블록들(B0 내지 B3)의 병렬적인 인트라 예측 처리를 위하여 인접 블록들(B0 내지 B3) 각각의 인트라 예측에 필요한 참조 픽셀을 획득한다. 도 19에서 해칭된 영역은 4개의 인접 블록들(B0 내지 B3) 이전에 부호화되어 복원된 주변 블록의 픽셀들이라고 가정한다.
참조 픽셀 획득부(1410)는 B0 블록(1910)의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀로서 원래의 주변 블록의 픽셀들(I,J,K,L,M)(1951 내지 1955)을 그대로 이용한다. 주변 픽셀들(I,J,K,L,M)(1951 내지 1955)은 B0 블록(1910) 이전에 부호화된 후 복원된 픽셀들이므로 B0 블록(1910)의 참조 픽셀로서 그대로 이용될 수 있다. B1 블록(1920)의 인트라 예측에 이용되는 상측 주변 픽셀로서 주변 픽셀 K(1953)가 이용될 수 있다. 그러나, B1 블록(1920)의 인트라 예측에 이용되는 좌측 주변 픽셀은 B1 블록(1920)과 병렬적으로 인트라 예측되는 B0 블록(1910)에 포함되므로 B1 블록(1920)의 인트라 예측을 위한 참조 픽셀로서 이용될 수 없다. 따라서, 참조 픽셀 획득부(1410)는 B1 블록(1920)의 좌측 방향으로 이용가능한 가장 가까운 주변 픽셀인 B0 블록(1910)의 좌측 주변 픽셀 I(1954)를 B1 블록(1920)의 인트라 예측에 이용되는 좌측 주변 픽셀로 결정한다.
B2 블록(1930)의 인트라 예측을 위한 좌측 주변 픽셀로서 주변 픽셀 M(1955)가 이용될 수 있다. B2 블록(1930)의 인트라 예측에 이용되는 상측 주변 픽셀은 B2 블록(1930)과 병렬적으로 인트라 예측되는 B0 블록(1910)에 포함되므로 B2 블록(1930)의 인트라 예측을 위한 참조 픽셀로서 이용될 수 없다. 따라서, 참조 픽셀 획득부(1410)는 B2 블록(1930)의 상측 방향으로 이용가능한 가장 가까운 주변 픽셀인 B0 블록(1930)의 상측 주변 픽셀 J(1952)를 B2 블록(1930)의 인트라 예측에 이용되는 상측 주변 픽셀로 결정한다.
B3 블록(1940)의 인트라 예측을 위한 상측 및 좌측 주변 픽셀들은 모두 B3 블록(1940)과 병렬적으로 인트라 예측되는 B1 블록(1920) 및 B2 블록(1930)에 포함되므로 B3 블록(1940)의 인트라 예측을 위한 참조 픽셀로서 이용될 수 없다. 따라서, 참조 픽셀 획득부(1410)는 B3 블록(1940)의 상측 방향으로 이용가능한 가장 가까운 주변 픽셀인 B1 블록(1920)의 상측 주변 픽셀 K(1953)를 B3 블록(1940)의 인트라 예측에 이용되는 상측 주변 픽셀로 결정하고, B3 블록(1940)의 좌측 방향으로 이용가능한 가장 가까운 주변 픽셀인 B2 블록(1930)의 좌측 주변 픽셀 M(1955)를 B3 블록(1940)의 인트라 예측에 이용되는 좌측 주변 픽셀로 결정한다.
이와 같이, 참조 픽셀 획득부(1410)는 복수 개의 인접한 블록들보다 이전에 부호화되어 복원된 주변 픽셀들을 공유하여 참조 픽셀로서 이용함으로써, 복수 개의 인접한 블록들의 병렬 인트라 예측 처리를 가능하게 한다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 복수 개의 인접 블록들의 병렬 인트라 예측 처리를 위한 참조 픽셀을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
참조 픽셀 획득부(1410)는 복수 개의 인접한 블록들보다 이전에 부호화되어 복원된 주변 픽셀들을 그대로 이용하는 대신에, 이전에 부호화되어 복원된 주변 픽셀들을 이용한 외간을 통해 복수 개의 인접한 블록들의 인트라 예측에 필요한 참조 픽셀을 획득할 수 있다.
도 20을 참조하면, 복수 개의 인접한 블록들의 인트라 예측에 필요한 참조 픽셀을 L'(x,y)(2010)이라고 하면, 참조 픽셀 획득부(1410)는 이용가능한 주변 픽셀들(2000) 중에서 참조 픽셀 L'(x,y)와 동일한 열에 위치한 주변 픽셀 RecA(2001), 참조 픽셀 L'(x,y)와 동일한 행에 위치한 주변 픽셀 RecB(2002) 및 좌상측 모서리에 위치한 주변 픽셀 RecC(2003)을 이용한 외간을 통해 참조 픽셀 L'(x,y)(2010)을 획득한다. 일 예로 참조 픽셀 획득부(1410)는 다음의 수학식들; L'(x,y)={RecA+RecB}/2 (주변 픽셀들의 평균), L'(x,y)={RecA*y+RecB*x}/(x+y)(거리를 고려한 주변 픽셀들의 기하 평균), L'(x,y)={RecB+(RecC-RecA)/x} (수평 방향의 주변 픽셀 변화율을 고려한 평균), L'(x,y)={RecA+(RecC-RecB)/y} (수직 방향의 주변 픽셀 변화율을 고려한 평균) 중 어느 하나에 따라서 참조 픽셀 L'(x,y)(2010)을 획득한다. 참조 픽셀 L'(x,y)를 획득하기 방식은 이에 한정되지 않고 이용가능한 주변 픽셀들에 기초하여 다양한 방식으로 설정될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라서 우상측 및 좌상측 참조 픽셀을 획득하는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)는 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 적용하여 인트라 예측을 수행하기 때문에, 블록의 우상측 주변 픽셀 및 좌하측 주변 픽셀이 필요할 수 있다. 도 21을 참조하면, 블록 B3의 인트라 예측을 위하여 해칭된 영역과 같은 참조 픽셀들이 필요하다고 가정한다. 이 경우, 블록 B3의 우상측의 주변 픽셀(2101)은 전술한 바와 같이 B1 블록의 상측에 위치한 주변 픽셀 K를 그대로 확장하여 이용하거나, 이용가능한 주변 픽셀들을 이용한 외간을 통해 획득될 수 있다. 유사하게, 블록 B3의 좌하측의 주변 픽셀(2102)은 B2 블록의 좌측에 위치한 주변 픽셀 M을 이용하거나, 다른 이용가능한 주변 픽셀들을 이용한 외간을 통해 획득될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)는 복수 개의 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록들의 픽셀을 이용하여 복수 개의 인접한 블록들 각각에 필요한 참조 픽셀을 획득하고, 획득된 참조 픽셀을 이용하여 복수 개의 인접한 블록들 각각에 대한 병렬적인 인트라 예측을 수행함으로써 인트라 예측 처리 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)는 전술한 도 19의 인접한 좌상측 블록, 우상측 블록, 좌하측 블록 및 우하측 블록의 4개의 블록들에 한정되지 않고, 각 블록의 인트라 예측시에 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀들을 공유하거나 외간을 통해 생성된 참조 픽셀을 이용함으로써 병렬적인 인트라 예측 처리를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라서 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 복수 개의 서로 인접한 블록들의 병렬 인트라 예측을 위한 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내기 위하여 참조 픽셀 신택스 정보(IntraRef_neghibor_dependency flag)를 소정의 데이터 단위로 설정할 수 있다. 예를 들어, IntraRef_neghibor_dependency flag=1이면, 본 발명의 일 실시예에 따라서 병렬적인 인트라 예측 방식이 적용되는 경우를 나타내며, IntraRef_neghibor_dependency flag=0이면, 종래 일반적인 인트라 예측 방식에 따라서 인트라 예측이 수행되는 경우임을 나타낸다. 엔트로피 부호화부(450)는 시퀀스 단위, 픽처 단위, 슬라이스 단위로 참조 픽셀 신택스 정보(intraRef_neghibor_dependency flag)를 부가할 수 있다. 즉. 참조 픽셀 신택스 정보(intraRef_neghibor_dependency flag)는 SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), 슬라이스 헤더에 부가될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 22를 참조하면, 단계 2210에서 참조 픽셀 획득부(1410)는 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득한다. 전술한 도 19와 같이, 참조 픽셀 획득부(1410)는 서로 인접한 복수 개의 4개의 블록들 중 우상측 블록은 좌상측 블록의 좌측에 인접하며 이전에 처리된 좌측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 참조 픽셀을 획득하며, 좌하측 블록은 좌상측 블록의 상측에 인접하며 이전에 처리된 상측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 참조 픽셀을 획득하며, 우하측 블록은 우상측 블록의 상측에 인접하며 이전에 처리된 상측 주변 블록의 픽셀 및 좌하측 블록의 좌측에 인접하며 이전에 처리된 좌측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 참조 픽셀을 획득할 수 있다. 또한, 참조 픽셀 획득부(1410)는 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용한 외간을 통해 참조 픽셀을 획득할 수 있다.
단계 2220에서, 인트라 예측 수행부(1420)는 획득된 참조 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행한다. 각 블록의 인트라 예측시에 인접 블록간의 의존성을 제거하여 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀로부터 참조 픽셀이 획득되었으므로 인접한 블록들에 대한 병렬 처리가 가능하다.
단계 2230에서, 엔트로피 부호화부(450)는 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 비트스트림에 부가한다. 전술한 바와 같이, 참조 픽셀 신택스 정보(intraRef_neghibor_dependency flag)는 SPS, PPS, 슬라이스 헤더에 부가될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5 및 도 23을 참조하면, 딘계 2310에서 엔트로피 복호화부(520)는 비트스트림으로부터 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보(IntraRef_neghibor_dependency flag)를 획득한다.
단계 2320에서 인트라 예측부(550)는 참조 픽셀 신택스 정보(IntraRef_neghibor_dependency flag)에 기초하여, 인트라 예측된 블록들이 본 발명의 일 실시예에 따라서 병렬적인 인트라 예측 방식을 통해 예측된 블록인지 여부를 판단한다. 전술한 바와 같이, 참조 픽셀 신택스 정보(IntraRef_neghibor_dependency flag)는 시퀀스 단위, 픽처 단위, 슬라이스 단위로 설정될 수 있으며, IntraRef_neghibor_dependency flag=1이면, 해당 데이터 단위에 포함된 인트라 예측된 블록들은 본 발명의 일 실시예에 따라서 병렬적인 인트라 예측 방식을 통해 복호화될 수 있음을 나타낸다. IntraRef_neghibor_dependency flag=0이면, 종래 일반적인 인트라 예측 방식에 따라서 인트라 예측을 통해 복호화될 이 수행되는 경우임을 나타낸다.
단계 2330에서, 인트라 예측부(550)는 참조 픽셀 신택스 정보(IntraRef_neghibor_dependency flag)가 0인 경우, 종래 기술에 따른 일반적인 인트라 예측 복호화를 수행하여 블록들의 예측값을 생성한다. 즉, 인트라 예측부(550)는 인트라 예측된 블록과 인접한 주변 블록의 픽셀들을 이용하여 인트라 예측을 수행한다.
단계 2340에서, 인트라 예측부(550)는 IntraRef_neghibor_dependency flag=1이면, 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득한다. 전술한 바와 같이, 인트라 예측부(550)는 복수 개의 인접한 블록들보다 이전에 부호화되어 복원된 주변 픽셀들을 그대로 이용하거나, 이전에 부호화되어 복원된 주변 픽셀들을 이용한 외간을 통해 인트라 예측에 필요한 참조 픽셀을 획득할 수 있다
단계 2350에서, 인트라 예측부(550)는 획득된 참조 픽셀을 이용하여 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행한다.
한편, 인트라 예측시 주변 블록에 대한 의존성은 블록의 크기가 작을수록 증가한다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 소정 크기 이하의 작은 블록에 대해서는 인트라 예측이 수행되지 않도록 제한할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(410,550)는 인트라 예측될 수 있는 가장 작은 크기의 블록을 8x8 블록으로 설정하고, 8x8 블록보다 작은 4x4 블록에 대해서는 인트라 예측이 수행되지 않도록 제한할 수 있다. 인트라 예측이 수행될 수 있는 가장 작은 크기의 블록 크기 정보(Min_Intraprediction_size)는 소정의 데이터 단위로 설정할 수 있다. 엔트로피 부호화부(450)는 SPS, PPS, 슬라이스 헤더에 인트라 예측이 수행될 수 있는 가장 작은 크기의 블록 크기 정보(Min_Intraprediction_size)를 부가할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 주변 블록에 대한 의존성이 큰 작은 크기의 블록에 대한 인트라 예측을 제한하고, 상대적으로 큰 크기의 블록에 대해서만 인트라 예측이 수행되도록 함으로써 인트라 예측 처리 속도를 향상시킬 수 있다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 24를 참조하면, 비디오 부호화 장치(2400)는 영상 부호화부(2410) 및 병합부(2420)를 포함한다.
영상 부호화부(2410)는 픽처를 최대 크기를 갖는 최대 부호화 단위로 분할하고, 최대 부호화 단위를 계층적 구조의 부호화 단위들로 분할하여 부호화한다. 구체적으로, 영상 부호화부(2410)는 2-패스 인코딩(2-pass encoding), 즉 2차례의 부호화를 수행한다. 먼저, 영상 부호화부(2410)는 전술한 도 1의 비디오 부호화 장치(100)와 같이, 영상 부호화부(2410)는 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정함으로써 계층적 구조의 부호화 단위를 결정하고, 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터를 출력한다.
병합부(2420)는 부호화된 영상 데이터에 포함된 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수(Num minCu)가 소정 임계값(Th num)을 초과하는 경우, 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 소정 임계값 이하가 되도록 최대 부호화 단위에 포함된 서로 인접한 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합한다. 영상 부호화부(2410)는 병합된 부호화 단위를 다시 예측 부호화한다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 25의 좌측을 참조하면, 영상 부호화부(2410)가 현재 픽처(2510)의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정함으로써 계층적 구조의 부호화 단위를 결정하고, 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터를 출력하였다고 가정한다. 또한 도시된 4x4 크기의 부호화 단위는 인트라 예측된 부호화 단위이며, 소정 임계 크기는 4x4라고 가정한다. 현재 픽처(2510)에는 4x4 크기의 인트라 예측된 부호화 단위가 총 128개 포함되어 있다. 병합부(2420)는 현재 픽처(2510)에 포함된 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위, 즉 4x4 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 소정 임계값 이하가 되도록 4x4 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합한다. 만약, 소정 임계값이 118이라고 가정하면, 병합부(2420)는 현재 픽처(2510)에 포함된 4x4 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 118개 이하가 되도록, 4x4 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합한다. 병합시에는 처리 순서상 후순위에 있으며, 서로 인접한 4x4 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위들을 병합하는 것이 바람직하다. 4x4 크기의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 118개 이하가 되도록 하기 위해서, 병합부(2420)는 처리 순서상 후순위에 위치한 4x4 크기의 인트라 예측된 부호화 단위들(2511, 2512, 2513)을 병합하여 도 25의 우측에 도시된 바와 같은 8x8 크기의 부호화 단위들(2521,2522,2523)로 병합한다. 이러한 병합을 통해 12개의 4x4 크기의 인트라 예측된 부호화 단위들이 제거되므로, 전체 4x4 인트라 예측된 부호화 단위의 개수는 128-12=116이 되어서, 소정 임계값인 118개 이하가 된다.
영상 부호화부(2410)는 병합 과정을 통해 새롭게 계층적 구조의 부호화 단위들을 포함하는 병합된 현재 픽처(2520)에 대한 재부호화를 수행한다. 이 때, 영상 부호화부(2410)는 병합된 부호화 단위인 8x8 크기의 부호화 단위들(2521,2522,2523)에 대해서만 부호화를 재수행할 수 있다. 영상 부호화부(2410)는 재부호화시에 병합된 8x8 크기의 부호화 단위들(2521,2522,2523)이 재분할되는 것을 방지하기 위하여 8x8 크기의 부호화 단위들(2521,2522,2523)의 크기를 유지한 상태에서 재부호화를 수행할 수 있다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 26을 참조하면, 단계 2610에서 영상 부호화부(2410)는 픽처를 최대 크기를 갖는 최대 부호화 단위로 분할한다. 단계 2620에서 영상 부호화부(2410)는 최대 부호화 단위를 계층적 구조의 부호화 단위들로 분할하여 부호화한다. 전술한 바와 같이, 영상 부호화부(2410)는 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정함으로써 계층적 구조의 부호화 단위를 결정하고, 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터를 출력할 수 있다.
단계 2630에서, 병합부(2420)는 최대 부호화 단위에 포함된 부호화된 부호화 단위들 중 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수(Num minCu)를 획득한다. 그리고 단계 2640에서, 병합부(2420)는 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수(Num minCu)가 소정 임계값(Th num)을 초과하는지 판단한다. 단계 2640의 판단 결과, 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수(Num minCu)가 소정 임계값(Th num)을 초과하는 경우, 단계 2650에서 병합부(2420)는 최대 부호화 단위에 포함된 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수(Num minCu)가 소정 임계값(Th num) 이하가 되도록 최대 부호화 단위에 포함된 서로 인접한 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합한다. 전술한 바와 같이 병합시에는 처리 순서상 후순위에 있으며, 서로 인접한 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위들을 병합하는 것이 바람직하다. 단계 2660에서, 영상 부호화부(2410)는 병합된 부호화 단위에 대한 예측 부호화를 재수행한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 블록 간의 데이터 의존성을 가중시키는 작은 크기의 인트라 예측 블록의 개수를 소정 개수 이하로 제한함으로써 화질 열화를 방지하면서도 신속한 영상 부호화가 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 방법에 따라서 부호화된 비트스트림을 전술한 도 4의 비디오 부호화 장치(400)에서 부호화된 비트스트림과 도일하게 도 5의 비디오 복호화 장치(500)를 통해 복호화될 수 있다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5 및 도 27을 참조하면, 단계 2710에서 엔트로피 복호화부(520)는 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위의 크기, 최대 부호화 단위의 공간적 분할 횟수를 나타내는 심도, 심도에 따라 계층적으로 구성되는 부호화 단위들의 구조를 나타내는 정보 및 각 부호화 단위의 예측 모드 정보를 획득한다.
단계 2720에서, 엔트로피 복호화부(520)는 획득된 최대 부호화 단위의 크기, 심도 및 부호화 단위들의 구조를 나타내는 정보에 기초하여, 최대 부호화 단위를 계층적 구조의 부호화 단위로 분할한다.
단계 2730에서, 인트라 예측부(550) 또는 움직임 보상부(560)은 각각 부호화 단위의 예측 모드 정보에 따라서 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하여 각 부호화 단위의 예측값을 획득한다. 인트라 예측부(550) 또는 움직임 보상부(560)에서 출력된 각 부호화 단위의 예측값은 역양자화부(530) 및 주파수 역변환부(540)를 통해 획득되는 레지듀얼 데이터와 가산되어 각 부호화 단위가 복호화된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 방법에서는 최대 부호화 단위에 포함된 부호화 단위들의 인트라 예측시 이용되는 참조 픽셀의 개수를 제한함으로써 인트라 예측되는 블록의 개수를 한정할 수 있다. 예를 들어, 비디오 부호화 장치(2400)는 최대 부호화 단위에 포함된 인트라 예측되는 부호화 단위의 인트라 예측시 필요한 참조 픽셀의 개수를 합산하여, 인트라 예측에서 사용되는 참조 픽셀의 개수가 소정 임계값을 초과하는 경우 후순위로 처리되는 인트라 예측된 부호화 단위에 대해서는 인트라 예측 모드를 제외한 다른 예측 모드에 기초하여 부호화를 수행함으로써 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 인트라 예측된 부호화 단위의 개수를 제한할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (16)
- 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 부호화 방법에 있어서,
복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 단계;
상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 단계; 및
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 비트스트림에 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오의 부호화 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 참조 픽셀을 획득하는 단계는
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 상측 주변 블록 및 좌측 주변 블록의 픽셀을 공유하여 상기 참조 픽셀을 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오의 부호화 방법. - 제 2항에 있어서,
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들은 좌상측 블록, 우상측 블록, 좌하측 블록 및 우하측 블록의 4개의 블록들을 포함하며, 상기 우상측 블록은 상기 좌상측 블록의 좌측에 인접하며 이전에 처리된 좌측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 참조 픽셀을 획득하며, 상기 좌하측 블록은 상기 좌상측 블록의 상측에 인접하며 이전에 처리된 상측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 참조 픽셀을 획득하며, 상기 우하측 블록은 상기 우상측 블록의 상측에 인접하며 이전에 처리된 상측 주변 블록의 픽셀 및 상기 좌하측 블록의 좌측에 인접하며 이전에 처리된 좌측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 참조 픽셀을 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오의 부호화 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 참조 픽셀을 획득하는 단계는
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 상측 주변 블록 및 좌측 주변 블록의 픽셀들을 이용한 외간(extrapolation)을 통해 상기 참조 픽셀을 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오의 부호화 방법. - 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오 부호화 장치에 있어서,
복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 참조 픽셀 획득부;
상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 인트라 예측 수행부; 및
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 비트스트림에 부가하는 엔트로피 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치. - 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 복호화 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 획득하는 단계;
상기 획득된 참조 픽셀 신택스 정보가 상기 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는 것을 가리키는 경우, 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오의 복호화 방법. - 제 6항에 있어서,
상기 참조 픽셀을 획득하는 단계는
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 상측 주변 블록 및 좌측 주변 블록의 픽셀을 공유하여 상기 참조 픽셀을 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오의 복호화 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들은 좌상측 블록, 우상측 블록, 좌하측 블록 및 우하측 블록의 4개의 블록들을 포함하며, 상기 우상측 블록은 상기 좌상측 블록의 좌측에 인접하며 이전에 처리된 좌측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 참조 픽셀을 획득하며, 상기 좌하측 블록은 상기 좌상측 블록의 상측에 인접하며 이전에 처리된 상측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 참조 픽셀을 획득하며, 상기 우하측 블록은 상기 우상측 블록의 상측에 인접하며 이전에 처리된 상측 주변 블록의 픽셀 및 상기 좌하측 블록의 좌측에 인접하며 이전에 처리된 좌측 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 참조 픽셀을 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오의 복호화 방법. - 제 6항에 있어서,
상기 참조 픽셀을 획득하는 단계는
상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 상측 주변 블록 및 좌측 주변 블록의 픽셀들을 이용한 외간(extrapolation)을 통해 상기 참조 픽셀을 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오의 복호화 방법. - 병렬 인트라 예측 처리를 위한 비디오의 복호화 장치에 있어서,
비트스트림으로부터 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는지 여부를 나타내는 참조 픽셀 신택스 정보를 획득하는 엔트로피 복호화부;
상기 획득된 참조 픽셀 신택스 정보가 상기 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측시 참조 픽셀로서 이용하는 것을 가리키는 경우, 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들보다 이전에 처리된 주변 블록의 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각의 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀을 획득하는 참조 픽셀 획득부; 및
상기 획득된 참조 픽셀을 이용하여 상기 복수 개의 서로 인접한 블록들 각각에 대한 인트라 예측을 병렬적으로 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오의 복호화 장치. - 비디오 부호화 방법에 있어서,
픽처를 최대 크기를 갖는 최대 부호화 단위로 분할하는 단계;
상기 최대 부호화 단위를 계층적 구조의 부호화 단위들로 분할하여 부호화하는 단계;
상기 최대 부호화 단위에 포함된 부호화된 부호화 단위들 중 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수를 획득하는 단계;
상기 획득된 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 소정 임계값을 초과하는 경우, 상기 최대 부호화 단위에 포함된 상기 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 상기 소정 임계값 이하가 되도록 상기 최대 부호화 단위에 포함된 서로 인접한 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합하는 단계; 및
상기 병합된 부호화 단위에 대한 예측 부호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 부호화하는 단계는
상기 최대 부호화 단위를 분할하는 횟수를 가리키는 심도에 기초하여, 상기 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정함으로써 계층적 구조의 부호화 단위를 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 병합하는 단계는
상기 최대 부호화 단위에 포함된 인트라 예측된 부호화 단위들 중 처리 순서상 후순위로 처리되며, 서로 인접한 예측 부호화 단위들을 병합하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법. - 비디오 부호화 장치에 있어서,
픽처를 최대 크기를 갖는 최대 부호화 단위로 분할하고, 상기 최대 부호화 단위를 계층적 구조의 부호화 단위들로 분할하여 부호화하는 영상 부호화부; 및
상기 최대 부호화 단위에 포함된 부호화된 부호화 단위들 중 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수를 획득하고, 상기 획득된 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 소정 임계값을 초과하는 경우, 상기 최대 부호화 단위에 포함된 상기 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위의 개수가 상기 소정 임계값 이하가 되도록 상기 최대 부호화 단위에 포함된 서로 인접한 소정 임계 크기 이하의 인트라 예측된 부호화 단위를 병합하는 병합부를 포함하며,
상기 영상 부호화부는 병합된 부호화 단위를 다시 예측 부호화하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치. - 제 14항에 있어서,
상기 영상 부호화부는
상기 최대 부호화 단위를 분할하는 횟수를 가리키는 심도에 기초하여, 상기 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정함으로써 계층적 구조의 부호화 단위를 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치. - 제 14항에 있어서,
상기 병합부는
상기 최대 부호화 단위에 포함된 인트라 예측된 부호화 단위들 중 처리 순서상 후순위로 처리되며, 서로 인접한 예측 부호화 단위들을 병합하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
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