KR20140048802A

KR20140048802A - 멀티 레이어 비디오 부호화 방법 및 장치, 멀티 레이어 비디오 복호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140048802A
Application number: KR1020130118134A
Authority: KR
Inventors: 최병두; 박정훈; 김찬열
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2014-04-24
Also published as: WO2014058177A1; US20150237372A1

Abstract

멀티레이어 비디오의 부호화 및 복호화 방식이 개시된다. 멀티레이어 비디오 부호화 방법은 멀티 레이어 비디오를 구성하는 각 레이어의 영상 시퀀스들을 인터 레이어 예측을 이용하여 부호화하고,각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하며, 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위에 각 레이어의 참조 레이어 정보를 부가하는 한편, 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 제 2 데이터 단위에 부가한다.

Description

멀티 레이어 비디오 부호화 방법 및 장치, 멀티 레이어 비디오 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for multi-layer video encoding, method and apparatus for multi-layer video decoding}

본 발명은 스케일러블 비디오 및 다시점 비디오와 같은 멀티 레이어(multi-layer)로 구성된 비디오의 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 멀티 레이어 비디오의 인터 레이어 예측 정보를 시그널링하는 하이 레벨 신택스(High Level Syntax) 구조에 관한 것이다.

일반적으로 영상 데이터는 소정의 데이터 압축 표준, 예를 들어 MPEG(Moving Picture Expert Group) 표준에 따른 코덱에 의하여 부호화된 후 비트스트림의 형태로 정보저장매체에 저장되거나 통신 채널을 통해 전송된다.

다양한 통신망과 단말기에 대응하여 정보의 양을 적절히 조정하고 전송하기 위한 비디오 압축 방식으로 스케일러블 비디오 코딩(SVC:Scalable Video Coding)이 있다. 스케일러블 비디오 코딩에서는 하나의 비디오 스트림으로 다양한 전송 네트워크와 다양한 수신 단말에 적응적으로 서비스가 가능한 비디오 부호화 방법을 제공한다.

또한, 최근에는 3차원 멀티미디어 기기 및 3차원 멀티미디어 컨텐츠의 보급에 따라서 3차원 비디오 코딩을 위한 다시점 비디오 코딩(Multiview Video Coding) 기술이 널리 확산되고 있다.

이러한 종래의 스케일러블 비디오 코딩이나 다시점 비디오 코딩에서는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 비디오를 부호화한다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다시점 비디오 및 스케일러블 비디오와 같은 멀티레이어 비디오의 레이어간 참조 정보를 시그널링하기 위한 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 멀티 레이어 비디오의 레이어간 참조 정보에 기초하여 소정 레이어의 영상 시퀀스를 복호화하는데 불필요한 레이어의 영상 시퀀스의 복호화를 스킵할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 멀티 레이어 비디오 부호화 방법은 상기 멀티 레이어 비디오를 구성하는 각 레이어의 영상 시퀀스들을 인터 레이어 예측을 이용하여 부호화하는 단계; 상기 부호화 결과에 기초하여, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하는 단계; 상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위에 상기 각 레이어의 참조 레이어 정보를 부가하는 단계; 및 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 제 2 데이터 단위에 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 멀티 레이어 비디오 부호화 장치는 상기 멀티 레이어 비디오를 구성하는 각 레이어의 영상 시퀀스들을 인터 레이어 예측을 이용하여 부호화하는 비디오 부호화부; 및 상기 부호화 결과에 기초하여, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하고, 상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위에 상기 각 레이어의 참조 레이어 정보를 부가하며, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 제 2 데이터 단위에 부가하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 멀티 레이어 비디오 복호화 방법은 상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위로부터 각 레이어의 참조 레이어 정보를 획득하는 단계; 상기 각 레이어의 참조 레이어 정보에 기초하여 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하는 단계; 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 포함하는 제 2 데이터 단위를 획득하는 단계; 및 상기 참조 레이어의 변경 정보에 기초하여, 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 멀티 레이어 비디오 복호화 장치는 상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위로부터 각 레이어의 참조 레이어 정보와, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 포함하는 제 2 데이터 단위를 획득하는 수신부; 및 상기 각 레이어의 참조 레이어 정보에 기초하여 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하고, 상기 참조 레이어의 변경 정보에 기초하여 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 변경하는 비디오 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 멀티 레이어 비디오의 레이어간 참조 관계가 변경되는 경우 복호화측에 이러한 참조 관계 변경 여부를 효율적으로 시그널링할 수 있으며, 복호화 측에서 현재 레이어의 재생을 위해 불필요한 다른 레이어의 복호화를 스킵하도록 할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오의 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따라서 멀티레이어 비디오의 부호화된 데이터를 포함하는 NAL 단위들을 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 멀티레이어 비디오에서 인터 레이어 예측 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 VPS NAL 단위를 나타낸 도면이며, 도 6b는 VPS NAL 단위에 포함된 확장 VPS 정보를 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따른 SEI 메시지 NAL 단위를 나타낸 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 SEI 메시지 NAL 단위를 나타낸 도면이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 SEI 메시지 NAL 단위를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 멀티레이어 부호화 방법의 플로우 차트이다.
도 11은 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오 복호화 장치의 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 22, 23 및 24는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 25는 표 2의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.

이하 도 1 내지 도 12를 참조하여, 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오의 부호화 방식 및 멀티레이어 비디오 복호화 방식이 개시된다. 또한, 도 13 내지 도 25를 참조하여, 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오의 부호화 방식 및 비디오의 복호화 방식이 개시된다. 이하, 영상은 픽처 및 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다. 또한, 멀티레이어 영상은 복수 개의 시점의 영상 시퀀스에 포함된 픽처를 나타내거나, 스케일러블 비디오에서 베이스 레이어(base layer) 및 인핸스먼트 레이어(enhancement layer)에 포함된 픽처를 나타낼 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오의 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오 부호화 장치(10)는 비디오 부호화부(11) 및 출력부(12)를 포함한다.

비디오 부호화부(11)는 멀티레이어 비디오를 입력받아 부호화한다. 비디오 부호화부(11)는 입력된 비디오 부호화 처리 그 자체를 다루는 비디오 부호화 계층(Video Coding Layer)에 해당한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화부(10)는 멀티레이어 비디오에 포함된 각 픽처를 최대 크기를 갖는 최대 부호화 단위로 분할하고, 분할된 최대 부호화 단위를 다시 부호화 단위로 분할한 다음, 부호화 단위에 기초하여 각 픽처를 부호화한다. 부호화 단위는 최대 부호화 단위를 심도(depth)에 따라서 계층적으로 분할한 트리 구조를 갖는다. 비디오 부호화부(10)는 예측 단위를 이용하여 부호화 단위에 대한 예측을 수행하며, 변환 단위를 이용하여 부호화 단위를 변환한다. 트리구조를 갖는 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위에 기초한 비디오 부호화 및 복호화 방식은, 도 13 내지 도 25를 참조하여 후술한다.

멀티레이어 비디오가 다시점 비디오인 경우, 비디오 부호화부(11)는 n(n은 정수) 개의 시점의 영상 시퀀스들 각각을 하나의 레이어로서 부호화한다. 멀티레이어 비디오가 스케일러블 비디오인 경우, 비디오 부호화부(11)는 베이스 레이어의 영상 시퀀스 및 인핸스먼트 레이어의 영상 시퀀스들 각각을 하나의 레이어로서 부호화한다.

멀티레이어 비디오는 단일 레이어 비디오에 비하여 데이터량이 많다. 따라서, 비디오 부호화부(11)는 멀티레이어 비디오에 포함된 각 레이어 사이의 상관 관계를 이용하여 예측 부호화를 수행할 수 있다. 다시 말해서, 비디오 부호화부(11)는 다른 레이어를 참조하여 각 레이어를 예측 부호화할 수 있다.

일 예로, 비디오 부호화부(11)는 기본시점 영상들을 참조하여 부가시점 영상들을 예측하는 시점간 예측(Inter-View Prediction)을 수행할 수 있다. 또한, 비디오 부호화부(11)는 소정의 부가 시점 영상들을 참조하여 다른 부가 시점 영상들을 예측하는 시점간 예측을 수행할 수 있다. 시점간 예측을 통해, 현재영상과 참조영상 사이의 변이(disparity) 및 현재영상과 참조영상 사이의 차이성분인 레지듀얼(residual)이 생성될 수 있다. 영상간 예측 및 시점간 예측은 후술되는 바와 같이 부호화 단위, 예측 단위 또는 변환 단위의 데이터 단위를 기초로 수행될 수도 있다.

비디오 부호화부(11)는 동일 레이어의 영상 내에서 예측 부호화를 수행하거나, 다른 레이어의 영상을 이용하는 인터 레이어(inter-layer) 예측을 통해 생성된 예측값과 원신호의 차이를 변환 및 양자화하여 부호화를 수행할 수 있다. 이러한 비디오 코딩 계층(VCL)에서의 부호화 과정을 통해서, 비디오 부호화부(11)는 부호화 단위에 관련된 레지듀얼 정보, 예측 모드 정보 및 부호화 단위의 예측 부호화 관련된 부가 정보를 출력한다. 특히, 비디오 부호화부(11)는 인터 레이어 예측을 통해 소정 레이어의 영상이 다른 레이어의 영상을 참조하여 예측 부호화되는 경우, 각 레이어가 참조하는 참조 레이어 정보를 출력한다.

출력부(12)는 부호화된 멀티레이어 비디오 데이터 및 부가 정보를 소정 포맷에 따른 전송 데이터 단위에 부가하여 출력하는 네트워크 추상 계층(Network Abstraction Layer: NAL)에 해당한다. 전송 데이터 단위는 NAL 단위일 수 있다. 출력부(12)는 비디오 부호화부(11)로부터 출력된 멀티레이어 비디오의 예측 부호화 데이터 및 예측 부호화와 관련된 부가 정보를 NAL 단위에 부가하여 NAL 단위를 출력한다. 특히, 일 실시예에 따른 출력부(12)는 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 VPS(Video Parameter Set) NAL 단위에 각 레이어의 참조 레이어 정보를 부가하고, 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 SEI 메시지 (Supplemental Enhancement Information Message) NAL 단위에 부가한다.

도 2는 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오를 나타낸다.

다양한 네트워크 환경과 다양한 단말기에서 최적의 서비스를 제공할 수 있도록 하기 위해서, 멀티레이어 비디오 부호화 장치(10)는 다양한 공간적 해상도(spatial resolution), 다양한 화질(quality), 다양한 프레임율(frame-rate)을 갖는 스케일러블한 비트스트림을 출력할 수 있다. 또한, 멀티레이어 비디오 부호화 장치(10)는 서로 다른 시점을 갖는 다시점의 영상 시퀀스들을 부호화하여 각 시점의 영상 시퀀스에 대한 비트스트림을 출력할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제 1 레이어의 영상 시퀀스(21,24), 제 2 레이어의 영상 시퀀스(22, 25) 및 제 n(n은 정수) 계층의 영상 시퀀스(23, 26)들은 각각 다시점 영상 시퀀스 중 소정 시점의 영상 시퀀스이거나, 스케일러블 영상 중 소정 레이어의 영상 시퀀스에 해당한다. 예를 들어, 제 1 레이어의 영상 시퀀스(21,24)는 제 1 시점의 영상 시퀀스, 제 2 레이어의 영상 시퀀스(22, 25)는 제 2 시점의 영상 시퀀스이고, 제 n 레이어의 영상 시퀀스(23, 26)은 n 시점의 영상 시퀀스일 수 있다.다른 예로, 제 1 레이어의 영상 시퀀스(21, 24)는 베이스 레이어의 영상 시퀀스이고, 제 2 레이어의 영상 시퀀스(22, 25) 및 제 n 레이어의 영상 시퀀스(23, 26)은 인핸스먼트 레이어의 영상 시퀀스일 수 있다.

영상 시퀀스들은 CVS(Coded Video Sequence)로 분리될 수 있다. CVS는 VPS 정보를 공유하는 픽처들로서, VPS NAL 단위 사이에 복호화되는 영상 시퀀스를 나타낸다. 예를 들어 도 2에서, 제 1 레이어의 제 1 영상 시퀀스(21) 및 제 2 영상 시퀀스(24)는 각각 CVS로서, 제 1 영상 시퀀스(21) 및 제 2 영상 시퀀스(24)는 서로 다른 VPS 정보를 이용할 수 있다. 도 2에서 제 1 레이어의 제 1 영상 시퀀스(21), 제 2 레이어의 제 1 영상 시퀀스(22) 및 제 n 레이어의 제 1 영상 시퀀스(23)는 동일한 VPS 정보를 공유하며, 제 1 레이어의 제 2 영상 시퀀스(24), 제 2 레이어의 제 2 영상 시퀀스(25) 및 제 n 레이어의 제 2 영상 시퀀스(26)는 동일한 VPS 정보를 공유할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따라서 멀티레이어 비디오의 부호화된 데이터를 포함하는 NAL 단위들을 나타낸다.

전술한 바와 같이, 출력부(12)는 멀티레이어 비디오의 부호화 데이터 및 부가 정보를 포함하는 NAL 단위들을 출력한다. VPS NAL 단위(31)는 멀티레이어 비디오에 포함된 멀티레이어 영상 시퀀스들(32, 33, 34)에 적용되는 정보를 포함한다. VPS NAL 단위(31)는 멀티레이어 영상 시퀀스들(32, 33, 34)에 의하여 공유되는 공통적인 신택스 엘리먼트(syntax element), 불필요한 정보의 전송을 막기 위하여 동작점(operation point)에 관한 정보, 프로파일(profile)이나 레벨과 같이 세션 논의(session negotiation) 단계에서 필요한 동작점에 관한 필수 정보 등을 포함한다. 특히, 일 실시예에 따른 출력부(12)는 멀티레이어의 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보를 VPS NAL 단위(31)에 포함시킬 수 있다. VPS NAL 단위(31)에 포함되는 참조 레이어 정보에 대해서는 후술한다.

출력부(12)는 VPS NAL 단위에 포함된 정보를 공유하는 각 계층의 영상 시퀀스마다 SPS(Sequence Parameter Set) NAL 단위(32a, 33a, 34a), PPS(Picture Parameter Set) NAL 단위(32b, 33b, 34b), 슬라이스 세그먼트 NAL 단위(32c, 33c, 34c)를 생성하여 출력할 수 있다.

SPS NAL 단위는 하나의 레이어의 영상 시퀀스에 공통적으로 적용되는 정보를 포함한다. 예를 들어, SPS NAL 단위들(32a, 33a, 34a) 각각은 영상 시퀀스들(32, 33, 34) 각각에 공통적으로 적용되는 정보를 포함한다. PPS NAL 단위는 하나의 레이어의 픽처들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함한다. 예를 들어, PPS NAL 단위들(32b, 33b, 34B) 각각은 하나의 레이어의 픽처들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함한다. PPS NAL 단위는 픽처 전체의 부호화 모드, 예를 들어 엔트로피 부호화 모드, 픽처 단위의 양자화 파라메터 초기값 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. PPS NAL 단위는 모든 픽처마다 생성될 필요는 없다. 즉, 복호화측에서는 PPS NAL 단위가 없는 경우에는 이전에 수신된 PPS NAL 단위를 이용한다. 출력부(12)는 PPS NAL 단위에 포함된 정보가 갱신될 필요가 있는 경우에 새롭게 PPS NAL 단위를 생성하여 출력할 수 있다. 슬라이스 세그먼트 NAL 단위는 하나의 슬라이스에 적용되는 정보를 포함한다. 슬라이스 세그먼트는 적어도 하나의 최대 부호화 단위의 부호화 데이터를 포함하며, 이러한 슬라이스 세그먼트는 슬라이스 세그먼트 NAL들(32c, 33c, 34c)에 포함되어 전송될 수 있다.

또한, 출력부(12)는 SEI 메시지(Supplemental Enhancement Information message) NAL 단위를 생성하여 출력할 수 있다. SEI 메시지는 비디오 부호화 계층(VCL)에서의 복호화 과정에 필요한 부가 정보를 나타낸다. 예를 들어, SEI 메시지는 HRD(Hypothetical Reference Decoder)와 관련된 각 픽처의 타이밍 정보, 팬/스캔(pan/scan) 기능에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 특히, 일 실시예에 따른 출력부(12)는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 VPS에서 정의된 참조 레이어 정보와 다르게 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 SEI 메시지 NAL 단위에 부가하여 출력한다. SEI 메시지에 포함된 참조 레이어 변경 정보에 대해서는 후술한다.

도 4는 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오 부호화 장치(10)는 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들을 예측 부호화할 때 다른 레이어의 픽처들을 참조하는 인터 레이어 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 도 4의 인터 레이어 예측 구조(40)에서는 센터 시점의 영상, 좌시점의 영상 및 우시점의 영상으로 구성된 스테레오스코픽(stereo scopic) 영상 시퀀스들의 예측 부호화를 위한 예측 구조를 나타낸다. 도 4에서, 화살표는 각 픽처의 참조 방향을 나타낸다. 화살표가 시작하는 영상이 참조영상(reference picture)이고, 화살표가 끝나는 영상이 참조영상을 이용하여 예측되는 영상(referenced picture)이다. 예를 들어, 센터 시점의 I 픽처(41)는 좌시점의 P 픽처(141) 및 우시점의 P 픽처(241)의 참조 픽처로 이용된다. 또한, 세로 방향으로 POC 순서가 동일한 픽처들이 배열된다. 영상의 POC 순서는 비디오를 구성하는 픽처들의 재생순서를 나타낸다. 인터 레이어 예측 구조(40)에서 'POC #'는, 해당 열에 위치한 픽처들의 상대적인 재생순서를 나타낸다. 각 시점별로, 4개의 연속 영상들이 하나의 GOP(Group of Picture)를 구성하고 있다. 각 GOP는 연속하는 앵커픽처들 사이의 영상들과 하나의 앵커픽처(Key Picture)을 포함한다.

앵커픽처는 랜덤 억세스 포인트(Random Access Point)로, 비디오를 재생할 때 영상의 재생 순서, 즉 POC 순서에 따라 배열된 영상들 중에서 임의로 재생 위치가 선택되면, 재생 위치에서 POC순서가 가장 인접하는 앵커픽처가 재생된다. 기본시점 영상들은 기본시점 앵커픽처들(41, 42, 43, 44, 45)을 포함하고, 좌시점 영상들은 좌시점 앵커픽처들(141, 142, 143, 144, 145)을 포함하고, 우시점 영상들은 우시점 앵커픽처들(241, 242, 243, 244, 245)을 포함한다. 인터레이어 예측 구조(40)에 따르면, 동일 레이어의 영상 뿐만이 아니라 다른 레이어의 영상을 참조하는 인터 레이어 예측이 수행될 수 있다.

이와 같이, 멀티레이어 비디오의 부호화시에 인터 레이어 예측이 허용되는 경우, 복호화를 위해서 인터 레이어 예측을 통해 예측 부호화되는 픽처가 어떤 레이어를 참조하는지에 대한 참조 레이어 정보를 전송할 필요가 있다.

이하, 도 5 내지 도 6b를 참조하여, 일 실시예에 따라서 인터 레이어 예측시 참조 레이어 정보를 전송하는 방식에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 5는 멀티레이어 비디오에서 인터 레이어 예측 구조의 일 예를 나타낸 도면이다. 전술한 도 4와 같이 도 5의 화살표는 참조 방향을 나타낸다. 또한 layer #에서 #은 레이어 인덱스로서, # 인덱스를 갖는 레이어는 (#+1)번째 레이어로 지칭될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제 2 계층(layer 1)의 P2 픽처(52)는 제 1 계층(layer 0)의 P1 픽처(51)를 참조하여 예측되며, 제 3 계층(layer 2)의 P3 픽처(53)는 제 1 계층(layer 0)의 P1 픽처(51) 및 제 2 계층(layer 1)의 P2 픽처(52)를 참조하여 예측되고, 제 4 계층(layer 3)의 P4 픽처(54)는 제 1 계층(layer 0)의 P1 픽처(51) 및 제 2 계층(layer 1)의 P2 픽처(52)를 참조하여 예측된다고 가정한다. 또한, 제 2 계층(layer 1)의 P6 픽처(56)는 제 1 계층(layer 0)의 P5 픽처(55)를 참조하여 예측되며, 제 3 계층(layer 2)의 P7 픽처(57)는 제 1 계층(layer 0)의 P5 픽처(55) 를 참조하여 예측되고, 제 4 계층(layer 3)의 P8 픽처(58)는 제 2 계층(layer 1)의 P6 픽처(56) 및 제 3 계층(layer 2)의 P7 픽처(57)를 참조하여 예측된다고 가정한다.

도 5에 도시된 바와 같은 인터 레이어 예측 구조를 갖는 경우, 출력부(12)는 멀티레이어의 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보를 VPS NAL 단위에 포함시킬 수 있다. 또한, P1 내지 P4 픽처들(51 내지 54) 이후에 인터 레이어 예측 관계가 변경되어, P1 내지 P4 픽처들(51 내지 54) 사이의 인터 레이어 예측 관계와 P5 내지 P8 픽처들(55 내지 58) 사이의 인터 레이어 예측 관계는 동일하지 않다. 이와 같이 인터 레이어 예측 관계가 영상 시퀀스의 소정 지점에서 변경되는 경우, 출력부(12)는 변경된 참조 레이어의 변경 정보를 SEI 메시지 NAL 단위에 포함시킬 수 있다.

도 6a는 일 실시예에 따른 VPS NAL 단위를 나타낸 도면이며, 도 6b는 VPS NAL 단위에 포함된 확장 VPS 정보를 나타낸다.

도 6a를 참조하면, VPS NAL 단위의 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)는 vps_video_parameter_set_id(61), vps_max_layers_minus1(62), vps_extension_flag(63) 및 vps_extension(64) 신택스를 포함한다. vps_video_parameter_set_id(61)는 다른 신택스에 의하여 참조되는 VPS를 식별하기 위한 것이다. CVS마다 별도의 VPS NAL 단위가 전송될 수 있으므로, 영상 시퀀스의 복호화를 위해서 복수 개의 VPS NAL 단위 중 현재 영상 시퀀스에 적용할 VPS를 식별하기 위하여 vps_video_parameter_set_id(61)가 이용된다. vps_max_layers_minus1(62)는 멀티레이어에 포함된 레이어의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 도 5와 같이 4개의 레이어로 구성된 멀티레이어 비디오에 대해서, vps_max_layers_minus1(62)는 (전체 레이어의 개수 -1)의 값을 갖는다. vps_extension_flag(63)는 별도의 VPS 확장 정보의 이용 여부를 나타낸다. vps_extension_flag(63)가 0인 경우는 별도의 VPS 확장 정보가 VPS에 포함되지 않음을 나타내며, vps_extension_flag(63)가 1인 경우는 VPS 확장 정보가 VPS에 포함됨을 나타낸다. vps_extension_flag(63)를 이용하는 이유는 VPS를 이용하는 종래의 코덱과의 호환을 위한 것이다.

vps_extension(64)는 종래 VPS를 이용하는 코덱과 호환되면서 별도의 부가 정보를 전송하기 위하여 부가되는 신택스로서, direct_dependency_flag[i][j](65)를 포함한다. i 및 j(i 및 j는 정수)는 각 레이어의 인덱스로서 0부터 vps_max_layers_minus1(62)까지의 값의 범위를 갖는다.

direct_dependency_flag[i][j](65)는 멀티레이어의 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보에 해당하는 것으로, i(i는 정수)번째 레이어의 픽처들 중 j(j는 정수)번째 레이어의 픽처를 참조 픽처로 이용하는 픽처의 존재 여부를 나타내는 플래그이다. direct_dependency_flag[i][j]가 0인 경우 i번째 레이어의 픽처들 중 j번째 레이어의 픽처를 참조 픽처로 이용하는 픽처가 존재하지 않음을 나타낸다. direct_dependency_flag[i][j]가 1인 경우 i번째 레이어의 픽처들 중 j번째 레이어의 픽처를 참조 픽처로 이용하는 픽처가 존재함을 나타낸다. 또한, direct_dependency_flag[i][j]는 인터 레이어 예측에서 참조 레이어 정보를 나타내므로, i 및 j가 동일한 경우에는 정의되지 않는다.

다시 도 5를 참조하면, 제 1 레이어(layer 0)의 레이어 인덱스를 0, 제 2 레이어(layer 1)의 레이어 인덱스를 1, 제 3 레이어(layer 2)의 레이어 인덱스를 2, 제 4 레이어(layer 3)의 레이어 인덱스를 3이라고 한다. 도 5의 P1 내지 P4 픽처들(51 내지 54) 사이의 인터 레이어 예측 관계와 P5 내지 P8 픽처들(55 내지 58) 사이의 인터 레이어 예측 관계에 기초하여, 출력부(12)는 다음과 같이 direct_dependency_flag[i][j]를 설정할 수 있다.

{

direct_dependency_flag[1][0]=1;

direct_dependency_flag[2][0]=1;

direct_dependency_flag[2][1]=1;

direct_dependency_flag[3][0]=1;

direct_dependency_flag[3][1]=1;

direct_dependency_flag[3][2]=1;

}

전술한 바와 같이, direct_dependency_flag[i][j]는 i번째 레이어의 픽처들 중 j번째 레이어의 픽처를 참조 픽처로 이용하는 픽처의 존재 여부를 나타내는 것에 불과하며, 특정 레이어의 하나의 픽처의 인터 레이어 예측 관계를 나타내는 것은 아니다. direct_dependency_flag[i][j]는 영상 시퀀스 내의 인터 레이어 참조 관계가 변경되는 경우 이러한 변경 여부를 나타내지 못한다.

일 예로, 도 5에서 제 3 레이어(layer 2)의 P7 픽처(57)는 동일 레이어의 P3 픽처(53)와 다른 레이어를 참조한다. 또한, 제 4 레이어(layer 4)의 P8 픽처(58)는 동일 레이어의 P4 픽처(54)와 다른 레이어를 참조한다. P8 픽처(58)의 경우 제 2 레이어(layer 2)의 P6 픽처(56) 및 제 3 레이어(layer 3)의 P7 픽처(57)를 참조하므로, 동일 레이어의 P4 픽처(54)가 참조하던 제 1 레이어(layer 0)를 이용하지 않는다. 따라서, P8 픽처(58)의 재생을 위해서는 제 1 레이어(layer 0)의 영상이 필요하지 않는다. 그러나, direct_dependency_flag[i][j]를 통해서는 이러한 인터 레이어 예측 관계의 변경 여부를 판단할 수 없으며, P8 픽처(58)의 재생시 불필요한 제 1 레이어(layer 0)의 영상을 복호화하게 된다.

따라서, 영상 시퀀스의 소정 지점에서 인터 레이어 참조 관계가 변경되는 경우, 일 실시예에 따른 출력부(12)는 변경된 참조 레이어의 변경 정보를 SEI 메시지 NAL 단위에 포함시킬 수 있다. 구체적으로, 일 실시예에 따른 출력부(12)는 각 레이어마다 인터 레이어 예측 관계가 변경되는 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어 인덱스를 직접적으로 별도의 SEI 메시지에 포함시킬 수 있다. 다른 실시예에 따른 출력부(12)는 direct_dependency_flag[i][j]에 의하여 정의되는 인터 레이어 예측 관계가 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들에 대해서도 유지되는지 여부를 나타내는 플래그 정보를 SEI 메시지에 포함시킬 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 SEI 메시지 NAL 단위를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 출력부(12)는 인터 레이어 예측 관계의 변경 여부를 나타내기 위하여, 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어 인덱스를 나타내는 ref_layer_id[i][j](72) 신택스를 SEI 메시지 NAL 단위에 포함시킬 수 있다. 도 7에서, vps_parameter_set_id(71)는 인터 레이어 예측 관계에 관한 direct_dependency_flag[i][j]를 포함하는 VPS NAL 단위를 식별하기 위한 식별자이며, num_direct_ref_layer[i]는 멀티레이어 비디오의 인덱스 i를 갖는 (i+1)번째 레이어가 참조하는 전체 레이어의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 도 5에서 제 3 레이어(layer 2)의 픽처들인 P3 픽처(53) 및 P7 픽처(57)이 참조하는 레이어는 제 1 레이어(layer 0) 및 제 2 레이어(layer 1)이므로, num_direct_ref_layer[2]=2이다. 다른 예로서, 제 4 레이어(layer 3)의 픽처들인 P4 픽처(54) 및 P8 픽처(58)이 참조하는 레이어는 제 1 레이어(layer 0), 제 2 레이어(layer 1) 및 제 3 레이어(layer 2)이므로, num_direct_ref_layer[3]=3이다.

ref_layer_id[i][j](72)는 인덱스 i를 갖는 레이어의 픽처들이 참조하는 레이어의 인덱스를 직접적으로 나타낸다. ref_layer_id[i][j](72)는 인덱스 i를 갖는 레이어의 픽처들에 의하여 (j+1)번째 참조되는 레이어의 구체적인 인덱스 번호를 가리킨다. 예를 들어, 도 5에서 제 3 레이어(layer 2)의 P3 픽처(53) 및 P7 픽처(57)가 참조하는 레이어는 제 1 레이어(layer 0) 및 제 2 레이어(layer 1)의 총 2개이다. 그러나, P7 픽처(57)는 제 1 레이어(layer 0)만을 참조하므로, 출력부(12)는 제 3 레이어(layer 2)의 P7 픽처(57)가 참조하는 첫 번째 레이어의 인덱스를 나타내는 신택스 ref_layer_id[2][0]로서 0의 값을 설정하여 SEI 메시지에 부가하고, ref_layer_id[2][1]는 부가하지 않는다. 복호화 측에서는 0의 값을 갖는 ref_layer_id[2][0]가 SEI 메시지 NAL 단위에 포함된 경우, SEI 메시지 NAL 단위 이후에 복호화되는 제 3 레이어의 픽처가 참조하는 레이어는 제 1 레이어(layer 0)임을 판단할 수 있다. 또한, ref_layer_id[2][1]가 SEI 메시지 NAL 단위에 포함되지 않은 경우, 복호화 측에서는 제 3 레이어의 픽처가 참조하는 레이어는 제 1 레이어(layer 0)만임을 판단할 수 있다.

다른 SEI 메시지를 통해서 ref_layer_id[i][j]가 전송되지 않는 한, SEI 메시지를 통해 전송되는 ref_layer_id[i][j]는 SEI 메시지 NAL 단위 이후에 부호화(또는 복호화)되는 픽처들로부터 CVS 픽처의 마지막 픽처까지 적용된다. 출력부(12)는 동일한 CVS 내에서 다시 인터 레이어 예측 관계를 정의할 필요가 있는 경우, 다른 SEI 메시지 NAL 단위에 ref_layer_id[i][j]를 부가하여 전송한다.

도 8은 다른 실시예에 따른 SEI 메시지 NAL 단위를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 출력부(12)는 VPS NAL 단위에 포함된direct_dependency_flag[i][j]에 의하여 정의되는 인터 레이어 예측 관계가 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들에 대해서도 유지되는지 여부를 나타내는 플래그인 ref_layer_disable_flag[i][j](82)를 SEI 메시지 NAL 단위에 포함시킬 수 있다.

도 8에서, active_vps_id(81)는 인터 레이어 예측 관계에 관한 direct_dependency_flag[i][j]를 포함하는 VPS NAL 단위를 식별하기 위한 식별자이며, ref_layer_disable_flag[i][j](82)는 direct_dependency_flag[i][j]에 의하여 인덱스 i를 갖는 레이어의 픽처들의 참조 픽처로서 이용되는 것으로 결정된 인덱스 j의 레이어가 계속하여 인덱스 i을 갖는 레이어의 픽처들의 참조 픽처로서 이용되는지 여부를 나타낸다. ref_layer_disable_flag[i][j]가 0인 경우 인덱스 j의 레이어가 더이상 인덱스 i을 갖는 레이어의 픽처들의 참조 픽처로서 이용되지 않음을 나타내며, ref_layer_disable_flag[i][j]가 1인 경우 인덱스 j의 레이어가 계속하여 인덱스 i을 갖는 레이어의 픽처들의 참조 픽처로서 이용됨을 나타낸다. 전술한 예와 같이, 도 5에서 제 3 레이어(layer 2)의 P7 픽처(57)은 동일 레이어의 P3 픽처(53)가 참조하던 제 1 레이어(layer 0) 및 제 2 레이어(layer 1) 중 제 2 레이어(layer 1)을 참조하지 않는다. 따라서, 출력부(12)는 제 3 레이어(layer 2)의 P7 픽처(57)가 동일 레이어의 P3 픽처(53)가 참조하던 제 1 레이어(layer 0)를 계속하여 참조하는지 여부를 나타내는 플래그 ref_layer_disable_flag[2][0]으로서 0의 값을 설정하여 SEI 메시지에 부가하고, P3 픽처(53)가 참조하던 제 2 레이어(layer 1)를 계속하여 참조하는지 여부를 나타내는 ref_layer_disable_flag[2][1]로서 1의 값을 설정하여 SEI 메시지에 부가한다. 복호화 측에서는 0의 값을 갖는 ref_layer_disable_flag[2][0]가 SEI 메시지 NAL 단위에 포함된 경우, VPS NAL 단위에 포함된 direct_dependency_flag[2][j]에 의하여 제 3 레이어(layer 2)의 참조 픽처로 이용되는 레이어들 중 첫 번째 레이어는 더 이상 참조되지 않음을 결정할 수 있다. 또한, 복호화 측에서는 1의 값을 갖는 ref_layer_disable_flag[2][1]가 SEI 메시지 NAL 단위에 포함된 경우, VPS NAL 단위에 포함된 direct_dependency_flag[2][j]에 의하여 제 3 레이어(layer 2)의 참조 픽처로 이용되는 레이어들 중 두 번째 레이어는 계속하여 인터 레이어 예측을 위한 참조 픽처로 이용됨을 판단할 수 있다.

다른 SEI 메시지를 통해서 ref_layer_disable_flag[i][j]가 전송되지 않는 한, SEI 메시지를 통해 전송되는 ref_layer_disable_flag[i][j]는 SEI 메시지 NAL 단위 이후에 부호화(또는 복호화)되는 픽처들로부터 CVS 픽처의 마지막 픽처까지 적용된다. 출력부(12)는 동일한 CVS 내에서 다시 인터 레이어 예측 관계를 정의할 필요가 있는 경우, 다른 SEI 메시지 NAL 단위에 ref_layer_disable_flag[i][j]를 부가하여 전송한다.

도 9는 또 다른 실시예에 따른 SEI 메시지 NAL 단위를 나타낸 도면이다.

출력부(12)는 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들을 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point, 이하 "RAP"라 함) 픽처 및 비랜덤 액세스 포인트(Non Random Access Point, 이하 "Non-RAP"라 함) 픽처로 분류하고, RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어가 변경되는 경우, SEI 메시지 NAL 단위에 RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 부가하고, Non-RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어가 변경되는 경우에도 SEI 메시지 NAL 단위에 Non-RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 부가할 수 있다.

I-타입인 RAP 픽처들은, IDR(Instanteneous Decoding Refresh) 픽처, CRA(Clean Random Access) 픽처, BLA(Broken Link Access) 픽처, TSA(Temporal Sublayer Access) 픽처, STSA(Stepwise Temporal Sublayer Access) 픽처 중 어느 하나일 수 있다. 또한, RAP 픽처들은 리딩 픽처들(Leading pictures)과 트레일링 픽처들(Trailing Pictures)에 의해 참조될 수 있다. 리딩 픽처는 RADL(Random Access Decodable Leading) 픽처, RASL (Random Access Skipped Leading) 픽처로 분류될 수도 있다. RAP 픽처가 아닌 픽처들은 모두 Non-RAP 픽처로 지칭된다.

도 9를 참조하면, vps_parameter_set_id(91)는 인터 레이어 예측 관계에 관한 direct_dependency_flag[i][j]를 포함하는 VPS NAL 단위를 식별하기 위한 식별자이며, rap_update_flag(92)는 RAP 픽처들에 대한 참조 레이어 변경 정보가 SEI 메시지에 포함되는지 여부를 나타낸다. non_rap_update_flag(93)는 Non RAP 픽처들에 대한 참조 레이어 변경 정보가 SEI 메시지에 포함되는지 여부를 나타낸다.

전술한 도 7의 ref_layer_id[i][j](72)와 유사하게, ref_layer_id_rap[i][j](94)는 인덱스 i를 갖는 레이어의 RAP 픽처들이 참조하는 레이어의 인덱스를 직접적으로 나타낸다. ref_layer_id_rap[i][j](94)는 인덱스 i를 갖는 레이어의 RAP 픽처들에 의하여 (j+1)번째 참조되는 레이어의 구체적인 인덱스 번호를 나타낸다.

유사하게, ref_layer_id_non_rap[i][j](95)는 인덱스 i를 갖는 레이어의 Non-RAP 픽처들이 참조하는 레이어의 인덱스를 직접적으로 나타낸다. rep_layer_id_non_rap[i][j](95)는 인덱스 i를 갖는 레이어의 Non-RAP 픽처들에 의하여 (j+1)번째 참조되는 레이어의 구체적인 인덱스 번호를 가리킨다.

도 10은 일 실시예에 따른 멀티레이어 부호화 방법의 플로우 차트이다.

도 1 및 도 10을 참조하면, 단계 1010에서 비디오 부호화부(11)는 멀티 레이어 비디오를 구성하는 각 레이어의 영상 시퀀스들을 인터 레이어 예측을 이용하여 부호화한다. 비디오 부호화부(11)는 트리구조를 갖는 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위에 기초하여 멀티 레이어 비디오를 부호화하며, 특히 예측시 각 레이어 사이의 상관 관계를 이용한 인터 레이어 예측을 수행하고, 각 레이어 사이의 참조 관계를 결정한다.

단계 1020에서, 출력부(12)는 부호화 결과에 기초하여, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하고, 단계 1030에서 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위, 즉 VPS NAL 단위에 각 레이어의 참조 레이어 정보를 부가한다.

단계 1040에서, 출력부(12)는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 제 2 데이터 단위, 즉 SEI 메시지 NAL 단위에 부가한다. 전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 출력부(12)는 각 레이어마다 인터 레이어 예측 관계가 변경되는 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어 인덱스를 나타내는 ref_layer_id를 SEI 메시지 NAL 단위에 부가할 수 있다. 다른 실시예에 따른 출력부(12)는 direct_dependency_flag[i][j]에 의하여 정의되는 인터 레이어 예측 관계가 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들에 대해서도 유지되는지 여부를 나타내는 플래그 정보인 ref_layer_disable_flag 를 SEI 메시지에 포함시킬 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 출력부(12)는 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들을 RAP 픽처 및 Non-RAP 픽처로 분류하고, RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어가 변경되는 경우, SEI 메시지 NAL 단위에 RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보인 ref_layer_id_rap를 부가하고, Non-RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어가 변경되는 경우에도 SEI 메시지 NAL 단위에 Non-RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보인 ref_layer_id_non_rap를 부가할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오 복호화 장치의 블록도이다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오 복호화 장치(1100)는 수신부(1110) 및 비디오 복호화부(1120)를 포함한다.

수신부(1110)는 NAL 단위를 수신하고, NAL 단위 헤더에 포함된 유형 정보(nal unit type)을 이용하여 수신된 NAL 단위가 VPS, SPS, PPS, 슬라이스 세그먼트, SEI 메시지들 중 어떤 정보를 포함하고 있는 NAL 단위인지를 식별할 수 있다.

수신부(1110)는 VPS NAL 단위로부터 멀티 레이어를 구성하는 각 레이어의 참조 레이어 정보를 획득한다. 전술한 도 6b와 같이, 수신부(1110)는 VPS NAL 단위로부터 direct_dependency_flag[i][j]를 파싱하여 획득한다. 비디오 복호화부(1120)는 direct_dependency_flag[i][j]에 기초하여 i번째 레이어의 픽처들 중 j(j는 정수)번째 레이어의 픽처를 참조 픽처로 이용하는 픽처의 존재 여부를 판단하여 각 레이어의 참조 관계를 결정할 수 있다.

또한, 수신부(1110)는 SEI 메시지 NAL 단위로부터 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 획득한다. 전술한 도 7 및 도 8과 같이, 수신부(1110)는 SEI 메시지 단위로부터 ref_layer[i][j] 또는 ref_layer_disable_flag[i][j]를 파싱하여 획득한다. 비디오 복호화부(1120)는 참조 레이어의 변경 정보에 기초하여, 수신된 SEI 메시지 NAL 단위 이후에 복호화되는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 변경할 수 있다.

또한, 수신부(1110)는 SEI 메시지로부터 RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보인 ref_layer_id_rap를 파싱하여 획득할 수 있다. 비디오 복호화부(1120)는 ref_layer_id_rap에 기초하여 RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어를 변경할 수 있다. 또한, 수신부(1110)는 SEI 메시지 NAL 단위로부터 Non-RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보인 ref_layer_id_non_rap를 파싱하여 획득할 수 있다. 비디오 복호화부(1120)는 ref_layer_id_non_rap에 기초하여 Non-RAP 픽처가 참조하는 참조 레이어를 변경할 수 있다.

비디오 복호화부(1120)는 VPS NAL 단위 및 SEI 메시지 NAL 단위에 포함된 인터 레이어 예측 관계에 기초하여 각 레이어의 참조 관계를 결정하고, 각 픽처의 예측 모드에 따라서 각 픽처를 복호화한다. 비디오 복호화부(1120)는 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 멀티레이어 비디오를 복호화할 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 멀티레이어 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 단계 1210에서 수신부(1110)는 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위, 즉 VPS NAL 단위로부터 각 레이어의 참조 레이어 정보를 획득한다. 전술한 도 7 및 도 8과 같이, 수신부(1110)는 SEI 메시지 단위로부터 ref_layer[i][j] 또는 ref_layer_disable_flag[i][j]를 파싱하여 획득한다.

단계 1220에서, 비디오 복호화부(1120)는 VPS NAL 단위로부터 획득된 각 레이어의 참조 레이어 정보인 ref_layer_disable_flag[i][j]에 기초하여 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정한다.

단계 1230에서, 수신부(1110)는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 포함하는 제 2 데이터 단위, 즉 SEI 메시지 NAL 단위를 획득한다. 전술한 도 7 및 도 8과 같이, 수신부(1110)는 SEI 메시지 단위로부터 ref_layer[i][j] 또는 ref_layer_disable_flag[i][j]를 파싱하여 획득한다. 비디오 복호화부(1120)는 참조 레이어의 변경 정보에 기초하여, 수신된 SEI 메시지 NAL 단위 이후에 복호화되는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 변경할 수 있다.

단계 1240에서, 비디오 복호화부(1120)는 수신된 SEI 메시지 NAL 단위 이후에 복호화되는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 변경할 수 있다.

도 13 내지 도 25를 참조하여, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 상술된다. 이하 설명되는 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법은 도 1의 비디오 부호화 장치(10)의 비디오 부호화부(11) 및 도 11의 비디오 복호화 장치(1100)의 비디오 복호화부(1120)에서 수행되는 멀티레이어 비디오에 포함된 픽처들을 부호화/복호화하는 과정과 관련된다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 '비디오 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.

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 2의 자승인 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 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 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 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 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, 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. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 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 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, 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 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 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 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, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 15 내지 25를 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 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 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.

픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.

또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 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, 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, 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1의 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.

수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 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 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 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 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 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 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. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다.

결국, 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.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 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 15에 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 16은 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)을 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.

인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 오프셋 조정부(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), 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 오프셋 조정부(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, 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.

도 17은 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, 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 오프셋 조정부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 오프셋 조정부(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), 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 오프셋 조정부(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, 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.

도 18은 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 3인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 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(640가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)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 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이다.

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 19는 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 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 변환이 수행될 수 있다.

또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.

도 20은 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 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 인터 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 21은 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, 인트라 모드 및 인터 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 부호화 단위는 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 22, 23 및 24는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 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 변환 또는 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 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 25은 표 2의 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.

변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 타입에 따라 변경될 수 있다.

예를 들어, 파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 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.

도 25를 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.

이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.

예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.

다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.

또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.

따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.

CurrMinTuSize

= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)

현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.

일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.

예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.

RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)

즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.

현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.

RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)

즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.

다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.

앞서 도 13 내지 25를 참조하여 상술한 트리 구조의 부호화 단위들을 포함하는 최대 부호화 단위는, 코딩 블록 트리(Coding Block Tree), 블록 트리, 루트 블록 트리(Root Block Tree), 코딩 트리, 코딩 루트 또는 트리 트렁크(Tree Trunk) 등으로 다양하게 명명되기도 한다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장 장치 등이 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.

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. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

멀티 레이어 비디오 부호화 방법에 있어서,
상기 멀티 레이어 비디오를 구성하는 각 레이어의 영상 시퀀스들을 인터 레이어 예측을 이용하여 부호화하는 단계;
상기 부호화 결과에 기초하여, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하는 단계;
상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위에 상기 각 레이어의 참조 레이어 정보를 부가하는 단계; 및
상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 제 2 데이터 단위에 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위는 VPS(Video Parameter Set) 정보를 포함하는 VPS NAL(Network Adaptive Layer) 단위이며,
상기 제 2 데이터 단위는 SEI 메시지 (Supplemental Enhancement Information Message) NAL 단위인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보이며,상기 제 2 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 방법.
제 3항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는, 상기 각 레이어마다 다른 레이어를 참조하는 픽처를 포함하는지 여부를 나타내는 플래그 정보이며,
상기 제 2 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는, 상기 각 레이어마다 상기 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 방법.
제 4항에 있어서,
상기 멀티 레이어의 개수를 m이라고 할 때, 상기 플래그 정보는 i(i는 1부터 (m-1)까지의 정수) 번째 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들 중 j(j는 0부터 i보다 작은 정수) 번째 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처를 참조하는 픽처가 존재하는지 여부를 나타내는 direct_dependency_flag[i][j]이며,
상기 참조 레이어 인덱스는 상기 소정 지점 이후의 i번째 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어 인덱스를 나타내는 ref_layer_id[i]인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보이며,상기 제 2 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 제 1 데이터 단위에 부가되는 참조 레이어 정보에 기초하여 상기 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 것으로 결정된 참조 레이어가 상기 소정 지점 이후의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들에 의하여 계속하여 참조되는지 여부를 나타내는 플래그 정보인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들을 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처 및 비랜덤 액세스 포인트(Non Random Access Point) 픽처로 분류하고, 상기 랜덤 액세스 포인트 픽처가 참조하는 참조 레이어가 변경되는 경우, 상기 제 2 데이터 단위에 상기 랜덤 액세스 포인트 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 부가하는 단계; 및
상기 비랜덤 액세스 포인트 픽처가 참조하는 참조 레이어가 변경되는 경우, 상기 제 2 데이터 단위에 상기 비랜덤 액세스 포인트 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 부가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 방법.
멀티 레이어 비디오 부호화 장치에 있어서,
상기 멀티 레이어 비디오를 구성하는 각 레이어의 영상 시퀀스들을 인터 레이어 예측을 이용하여 부호화하는 비디오 부호화부; 및
상기 부호화 결과에 기초하여, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하고, 상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위에 상기 각 레이어의 참조 레이어 정보를 부가하며, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어가 소정 지점에서 변경되는 경우, 참조 레이어의 변경 정보를 제 2 데이터 단위에 부가하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 부호화 장치.
멀티 레이어 비디오 복호화 방법에 있어서,
상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위로부터 각 레이어의 참조 레이어 정보를 획득하는 단계;
상기 각 레이어의 참조 레이어 정보에 기초하여 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하는 단계;
상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 포함하는 제 2 데이터 단위를 획득하는 단계; 및
상기 참조 레이어의 변경 정보에 기초하여, 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위는 VPS(Video Parameter Set) 정보를 포함하는 VPS NAL(Network Adaptive Layer) 단위이며,
상기 제 2 데이터 단위는 SEI 메시지 (Supplemental Enhancement Information Message) NAL 단위인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보이며,상기 제 2 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 방법.
제 11항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는, 상기 각 레이어마다 다른 레이어를 참조하는 픽처를 포함하는지 여부를 나타내는 플래그 정보이며,
상기 제 2 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는, 상기 각 레이어마다 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 방법.
제 12항에 있어서,
상기 멀티 레이어의 개수를 m이라고 할 때, 상기 플래그 정보는 i(i는 1부터 (m-1)까지의 정수) 번째 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들 중 j(j는 0부터 i보다 작은 정수) 번째 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처를 참조하는 픽처가 존재하는지 여부를 나타내는 direct_dependency_flag[i][j]이며,
상기 참조 레이어 인덱스는 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 i번째 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어 인덱스를 나타내는 ref_layer_id[i]인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 제 1 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 참조 레이어에 대한 정보이며,상기 제 2 데이터 단위에 포함되는 각 레이어의 참조 레이어 정보는 상기 제 1 데이터 단위에 부가되는 참조 레이어 정보에 기초하여 상기 각 레이어의 영상 시퀀스에 포함된 픽처들이 참조하는 것으로 결정된 참조 레이어가 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 영상 시퀀스에 포함된 픽처들에 의하여 계속하여 참조되는지 여부를 나타내는 플래그 정보인 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 제 2 데이터 단위로부터 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 획득하는 단계; 및
비랜덤 액세스 포인트(Non Random Access Point) 픽처가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 방법.
멀티 레이어 비디오 복호화 장치에 있어서,
상기 멀티 레이어 비디오에 포함된 영상 시퀀스들에 공통적으로 적용되는 정보를 포함하는 제 1 데이터 단위로부터 각 레이어의 참조 레이어 정보와, 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어의 변경 정보를 포함하는 제 2 데이터 단위를 획득하는 수신부; 및
상기 각 레이어의 참조 레이어 정보에 기초하여 상기 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 결정하고, 상기 참조 레이어의 변경 정보에 기초하여 상기 제 2 데이터 단위 이후에 복호화되는 각 레이어의 영상 시퀀스가 참조하는 참조 레이어를 변경하는 비디오 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 비디오 복호화 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.