KR20140109770A - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 개시된다. 상기 영상 복호화 방법은 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록(Smallest Transform Unit; STU) 크기가 동일한지를 비교하는 단계 및 상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환(transform) 수행 여부를 지시하는 정보를 복호화하고, 상기 복호화된 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMAGE ENCODING/DECODING}
본 발명은 영상의 부호화/복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변환 수행 여부를 결정하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용하여 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로는 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고, 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명은 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 최소 변환 블록 크기를 기반으로 변환 수행 여부를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 영상 복호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록(Smallest Transform Unit; STU) 크기가 동일한지를 비교하는 단계 및 상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환(transform) 수행 여부를 지시하는 정보를 복호화하고, 상기 복호화된 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록이다.
상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 단계에서는, 상기 변환 수행 여부를 지시하는 정보가 변환을 수행하지 않은 것으로 지시하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 생략(skip)할 수 있다.
상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 단계에서는, 상기 변환 수행 여부를 지시하는 정보가 변환을 수행한 것으로 지시하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다.
상기 최소 변환 블록 크기는 4x4 크기보다 클 수 있다.
상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 역변환 수행 여부를 결정하는 기능의 사용 유무를 지시하는 플래그 정보를 복호화하는 단계를 포함하며, 상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 역변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하는 것으로 지시하는 경우, 상기 최소 변환 블록 크기를 참조하여 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하고, 상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 역변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하지 않는 것으로 지시하는 경우, 4x4 크기를 가지는 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환 수행 여부를 결정할 수 있다.
상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하지 않으면, 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 영상 복호화 장치가 제공된다. 상기 장치는 최소 변환 블록 크기 및 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화부 및 상기 최소 변환 블록 크기와 현재 변환 블록 크기가 동일한지 비교하고, 상기 최소 변환 블록 크기와 상기 현재 변환 블록 크기가 동일하면 상기 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 역변환부를 포함하며, 상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록(Smallest Transform Unit; STU) 크기가 동일한지를 비교하는 단계 및 상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환(transform)을 수행할지 여부를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록이다.
상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 단계에서는, 상기 결정에 따라, 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 부호화할 수 있다.
상기 최소 변환 블록 크기는 4x4 크기보다 클 수 있다.
상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 단계에서는, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하지 않는 것으로 결정하면, 상기 정보를 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 생략(skip)하는 것으로 지시할 수 있다.
상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 단계에서는, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하는 것으로 결정하면, 상기 정보를 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하는 것으로 지시하고, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할 수 있다.
상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하지 않으면, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 결정하는 기능의 사용 유무를 지시하는 플래그 정보를 부호화하는 단계를 포함하며, 상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하는 것으로 지시하는 경우, 상기 최소 변환 블록 크기를 참조하여 상기 현재 변환 블록에 대한 변환 수행 여부를 결정하고, 상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하지 않는 것으로 지시하는 경우, 4x4 크기를 가지는 상기 현재 변환 블록에 대해 변환 수행 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 장치가 제공된다. 상기 장치는 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일한지를 비교하고, 상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하면 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 변환부 및 상기 변환부의 결정에 따라 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화부를 포함하며, 상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록이다.
최소 변환 블록 크기를 기반으로 현재 변환 블록에 대한 변환 수행 여부를 결정하고, 상기 결정된 정보를 효율적으로 시그널링 함으로써, 부호화 효율을 높일 수 있으며, 영상의 주관적 화질도 향상시킬 수 있다.
또한, 영상 내 압축할 해당 블록의 공간적 화소값 변화도가 매우 크거나 매우 예리(sharp)하여 변환을 하여도 영상 에너지가 저주파로 집중하는 정도가 크기 않으며, 압축 과정에서 저주파 성분은 주로 유지하고 고주파 성분을 없애 버리거나 양자화를 강하게 적용하여 심각한 화질 저하를 초래하는 경우에, 부호화기의 판단에 의하여 큰 오버헤드 없이 최소 변환 블록 크기를 기반으로 변환 수행 여부를 결정할 수 있도록 함으로써, 영상 압축률을 증가시킬 수 있고 화질 저하를 최소화할 수 있다.
도 1은 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 최소 변환 블록 크기를 기초로 변환 수행 여부를 결정하여 부호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 최소 변환 블록 크기를 기초로 변환 수행 여부를 결정하여 복호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 해당 설명을 생략할 수도 있다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있는 것을 의미할 수도 있고, 중간에 다른 구성 요소가 존재하는 것을 의미할 수도 있다. 아울러, 본 명세서에서 특정 구성을 "포함"한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성을 다른 구성으로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성은 제2 구성으로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성도 제1 구성으로 명명될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성 단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 하나의 구성부를 이루거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
도 1은 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 인터 예측부(110), 인트라 예측부(120), 스위치(125), 감산기(130), 변환부(135), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 픽처 버퍼(190)를 포함한다.
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치(125)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(125)가 인터로 전환된다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 인터 예측부(110)는, 움직임 예측 과정에서 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록에 대응하는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다. 인터 예측부(110)는 움직임 벡터와 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
감산기(130)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 변환부(135)는 잔차 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 그리고 양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터에 따라 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터 값 등을 기초로 엔트로피 부호화하여 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다.
영상 부호화 장치(100)는 인터 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서, 양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환될 수 있다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록이 생성될 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거치고, 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
도 2는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 인터 예측부(250), 필터부(260) 및 픽처 버퍼(270)를 포함한다.
영상 복호화 장치(200)는 부호화 장치에서 출력된 비트스트림을 입력 받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 입력 받은 비트스트림으로부터 복원된 잔차 블록(residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화한다. 엔트로피 복호화에 의해, 양자화된 (변환) 계수가 생성될 수 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환된 결과, 복원된 잔차 블록(residual block)이 생성될 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 인터 예측부(250)는 움직임 벡터 및 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거친다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
이하, 블록은 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 블록은 경우에 따라 부호화 단위(CU; Coding Unit), 예측 단위(PU; Prediction Unit), 변환 단위(TU; Transform Unit) 등을 의미할 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 부호화/복호화 대상 블록은, 변환/역변환이 수행되는 경우의 변환/역변환 대상 블록 및 예측이 수행되는 경우의 예측 대상 블록 등을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
한편, 종래의 영상 압축 기술에서는 원본 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호(residual)를 항상 변환(transform)하여 부호화한다. 그러나, 압축할 해당 블록 내 공간적 화소값의 변화도가 매우 크거나 매우 예리한(sharp) 경우, 변환을 수행하여도 영상 에너지가 저주파로 집중하는 정도가 크지 않으며, 압축 과정에서 저주파 성분은 주로 유지하고 고주파 성분은 없애 버리거나, 양자화를 강하게 적용할 경우, 심각한 화질 저하를 초래하는 경우가 발생할 수 있다. 특히, 컴퓨터에 의하여 만들어진 인공 영상의 경우 이러한 문제점이 발생할 확률이 더 크다. 이러한 경우, 기존 방법처럼 잔차 신호에 대해 일률적으로 변환을 수행하는 것보다 영상의 성질에 따라 변환을 수행하지 않고 공간 영역에서 바로 부호화하게 되면 압축 성능이 더 좋아지거나 화질 저하를 현저하게 줄일 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 현재 표준화 작업을 진행하고 있는 HEVC(High Efficiency Video Coding) 기술에서는 변환 블록(Transform Block; TB, 또는 Transform Unit; TU)의 크기가 가장 작은 경우, 즉 4x4 크기의 변환 블록에 대해서 변환을 수행할지 여부를 결정하여 변환 과정을 거치지 않고 부호화할 수 있도록 한다. 따라서, 4x4 크기보다 큰 변환 블록에서는 변환 과정이 생략될 수 없으며, 4x4 크기인 경우에만 선택적으로 변환 과정을 생략할 수 있다.
한편, 현재의 영상 압축 기술은 부호화기마다 독자적으로 변환 블록의 최소 크기를 정할 수 있다. 예컨대, 특정 응용에서는 변환 블록의 최소 크기를 4x4가 아닌 8x8이나 16x16 등으로 정할 수도 있다. 만일, 부호화기가 정한 변환 블록의 최소 크기가 8x8 이상일 경우, 현재 HEVC 기술에서는 변환을 항상 수행하여야 한다. 따라서, 현재 HEVC 기술을 적용하게 되면, 영상 내 블록의 변환 효율성이 떨어져 변환 과정을 생략하는 것이 유리하다 할지라도 항상 변환 과정을 수행하게 되므로, 압축률이 떨어지거나 화질 저하를 초래하는 문제점이 발생하게 된다.
상술한 문제점들을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 부호화기에서 결정된 변환 블록의 최소 크기가 가변적이더라도, 부호화기에서 결정된 변환 블록의 최소 크기에 따라 변환 수행 여부를 결정하여 변환 과정을 생략(skip)할 수 있는 방법을 제공한다. 이하, 본 명세서에서는 부호화기에서 결정된 최소의 크기를 가지는 변환 블록을 최소 변환 블록(Smallest TU; STU)라고 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 최소 변환 블록 크기를 기초로 변환 수행 여부를 결정하여 부호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 3의 각 단계는 도 1에서 설명한 영상 부호화 장치에 대응하는 구성 내에서 수행될 수 있다.
부호화기는 현재 부호화 대상 블록에 대해 인트라(intra) 예측 또는 인터(inter) 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한 후, 현재 부호화 대상 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호(residual)를 획득할 수 있다. 이때, 부호화기는 변환 블록 단위를 기초로 잔차 신호를 변환(transform)하는 과정을 수행할 수 있으며, 도 3과 같은 방법으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 부호화기는 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기를 비교한다(S310). 즉, 부호화기는 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일한지 여부를 판단한다.
최소 변환 블록 크기(Smallest TU Size; STU)는 부화화기(또는, 사용자)에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록으로, 변환 과정을 생략할 수 있는 변환 블록 크기를 말한다. 예컨대, 최소 변환 블록 크기는 현재 HEVC에서 정한 가장 작은 크기인 4x4보다 큰 8x8, 16x16, 32x32 등의 크기를 가질 수 있다. 물론, 최소 변환 블록 크기는 4x4 크기일 수도 있다.
예를 들어, 최소 변환 블록 크기는, 현재 HEVC에서 최소 변환 블록 크기(minimum transform block size)를 지시하는 정보인 "log2_min_transform_block_size_minus2"를 사용하여 설정될 수 있다. "log2_min_transform_block_size_minus2" 문법요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set; SPS), 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set; PPS), 또는 슬라이스 헤더(Slice header) 등에 설정되어 복호화기로 전송될 수 있다. 이때, 최소 변환 블록의 크기(Nmin)는 "log2_min_transform_block_size_minus2"를 이용하여 아래 수학식 1에 의해 도출될 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에 의해서 최소 변환 블록 크기(즉, STU)는 NminxNmin일 수 있다.
또한, 현재 변환 블록의 크기(N)는 현재 변환 블록의 크기를 지시하기 위한 변수인 "log2TrafoSize"를 이용하여 아래 수학식 2에 의해 도출될 수 있다.
Figure pat00002
상기 수학식 2에 의해서 현재 변환 블록 크기(즉, TU 크기)는 NxN일 수 있다.
만일, 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일하면, 부호화기는현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정한다(S320). 이때, 현재 변환 블록에 대해 변환 수행 여부를 알려주기 위해서 플래그를 이용할 수 있다. 예컨대, 변환 수행 여부를 지시하는 플래그인 transform_skip_flag를 이용할 수 있다. transform_skip_flag의 값이 1이면 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하지 않고 생략(skip)한 것을 지시할 수 있고, transform_skip_flag의 값이 0이면 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행한 것을 지시할 수 있다.
상기 현재 변환 블록에 대한 변환 수행 여부 결정에 따라, 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일한 경우 변환 수행 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이때, 변환 수행 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)의 값이 1이면(S330), 부호화기는 현재 변환 블록에 대해 변환 수행을 생략한다(S340). 그렇지 않으면, 부호화기는 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행한다(S350).
한편, 단계 S310의 판단 결과, 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일하지 않으면, 부호화기는 현재 블록에 대해 변환을 수행한다(S350). 이 경우, 변환 수행 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 부호화하지 않으며, 상기 플래그 정보를 복호화기로 전송하지 않는다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 최소 변환 블록 크기를 기초로 변환 수행 여부를 결정하여 복호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 4의 각 단계는 도 2에서 설명한 영상 복호화 장치에 대응하는 구성 내에서 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 복호화기는 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기를 비교한다(S410). 즉, 복호화기는 최소 변환 블록 크기에 대한 정보를 복호화하고, 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일한지 여부를 판단한다. 예컨대, 최소 변환 블록 크기에 대한 정보가 "log2_min_transform_block_size_minus2" 에 저장된 경우라면, "log2_min_transform_block_size_minus2" 정보를 복호화 한 다음, 최소 변환 블록 크기(log2_min_transform_block_size_minus2+2)와 현재 변환 블록 크기(log2TrafoSize)를 비교할 수 있다.
현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일한 경우, 복호화기는 변환 수행 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 복호화 할 수 있다(S420).
복호화기는 상기 복호화된 플래그(예를 들어, transform_skip_flag) 정보에 따라 역변환을 수행하거나, 또는 역변환 과정을 생략한다(S430).
예컨대, 상기 복호화된 플래그가 변환 과정을 생략한 것으로 지시하면(예컨대, transform_skip_flag의 값이 1인 경우), 복호화기는 역변환을 수행하지 않는다. 상기 복호화된 플래그가 변환을 수행한 것으로 지시하면(예컨대, transform_skip_flag의 값이 0인 경우), 복호화기는 역변환을 수행한다.
한편, 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일하지 않는 경우, 복호화기는 변환 수행 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 복호화하지 않고, 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다.
본 발명에서는, 도 3에서 상술한 바와 같은 최소 변환 블록 크기에 근거하여 변환 과정을 생략하는 기능 자체 및 도 4에서 상술한 바와 같은 최소 변환 블록 크기에 근거하여 역변환 과정을 생략하는 기능 자체를 사용할지 여부를 지시하는 방법을 제공할 수 있다. 예컨대, 부호화기는 최소 변환 블록 크기에 근거하여 변환 과정 생략 기능을 사용할지 여부를 지시하는 플래그를 사용할 수 있다. 복호화 과정은 부호화 과정과 대응되어 정확한 역과정이 수행되어야 하므로, 부호화 과정에서 최소 변환 블록 크기에 근거하여 변환 과정 생략 기능을 사용할지 여부를 지시하는 상기 플래그가 상기 기능을 사용한다고 지시하는 경우에는 마찬가지로 복호화 과정에서도 최소 변환 블록 크기에 근거하여 역변환 과정 생략 기능이 사용됨을 의미한다. 상기 플래그 정보는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set; SPS), 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set; PPS), 또는 슬라이스 헤더(Slice header) 등에 설정되어 복호화기로 전송될 수 있다.
아래 표 1은 상기 플래그 정보를 시퀀스 파라미터 세트에 저장하여 부호화기가 복호화기로 전송하는 경우의 일예를 개략적으로 나타낸 것이다.
Sequence_parameter_Set {
…
transform_skip_enabled_flag
if( transform_skip_enabled_flag)
min_transform_block_size_based_transform_skip_flag
…
}
여기서, min_transform_block_size_based_transform_skip_flag는 부호화 과정에서 최소 변환 블록 크기에 근거하여 변환 과정 생략 기능이 사용되었는지 여부를 지시하는 플래그이다.
만일, min_transform_block_size_based_transform_skip_flag의 값이 1일 경우, 복호화기가 역변환 수행 여부를 결정할 때 현재 HEVC에서 정해진 4x4 크기의 최소 변환 블록 크기를 참조하는 대신, 부호화기에서 정한 최소 변환 블록 크기를 참조하여 역변환 수행 여부를 결정하도록 지시한다. 예를 들어, 부호화기가 8x8 크기를 최소 변환 블록 크기로 정할 경우, 복호화기는 변환 블록 크기가 8x8일 때 역변환 수행 여부를 결정하여 역변환 과정을 생략할 수 있다. min_transform_block_size_based_transform_skip_flag의 값이 0일 경우, 복호화기가 역변환 수행 여부를 결정할 때 현재 HEVC에서 정해진 4x4 크기의 최소 변환 블록 크기를 참조하여 역변환 수행 여부를 결정하도록 지시한다.
본 발명에 따른 복호화 장치 또는 복호화 방법의 실현에 있어서, min_transform_block_size_based_transform_skip_flag의 값을 참조하여 현재 변환블록의 크기와 비교할 최소 변환 블록 크기를 계산식에 의하여 계산하도록 하여 더욱 간단한 구성이 되도록 실현할 수 있다.
즉, min_transform_block_size_based_transform_skip_flag가 최소 변환 블록 크기에 근거하여 역변환 과정 생략 기능을 사용하는 것으로 지시하는 경우(예컨대, min_transform_block_size_based_transform_skip_flag의 값이 1로 설정된 경우), 역변환 과정 생략 여부를 결정할 때 참조하는 최소 변환 블록 크기를 나타내는 log2_skipTrafoSize_min를 상술한 "log2_min_transform_block_size_minus2"를 이용하여 아래 표 2에서와 같이 정할 수 있다.
if(min_transform_block_size_based_transform_skip_flag)
log2_skipTrafoSize_min = max(2, log2_min_transform_block_size_minus2+2)
else
log2_skipTrafoSize_min = 2
즉, min_transform_block_size_based_transform_skip_flag=0의 경우, 역변환 과정 생략 여부를 결정할 때 참조하는 최소 변환 블록 크기(log2_skipTrafoSize_min)는 2가 되며(즉, 4x4의 블록 크기를 나타냄), min_transform_block_size_based_transform_skip_flag=1의 경우, 최소 변환 블록 크기(log2_skipTrafoSize_min)는 2와 (log2_min_transform_block_size_minus2+2) 값 중 큰 값을 갖게 된다. 이 경우, 부호화기가 신호한 최소 변환 블록 크기가 4x4보다 큰 경우 log2_skipTrafoSize_min의 값은 log2_min_transform_block_size_minus2+2가 되며, 최소 변환 블록 크기가 4x4 와 같을 경우는 2가 된다.
아래 표 3은, 상술한 바와 같이 역변환 과정 생략 여부를 결정할 때 참조하는 최소 변환 블록 크기(log2_skipTrafoSize_min)를 참조하여, 현재 변환 블록에 대해 역변환 수행 여부를 결정하여 복호화 하는 과정의 일예를 개략적으로 나타낸 것이다.
residual_coding(　x0,　y0,　log2TrafoSize,　cIdx　) { Descriptor
if( transform_skip_enabled_flag && !cu_transquant_bypass_flag && ( log2TrafoSize =　= lo g2 _ skipTrafoSize _ min ) )
transform _ skip _ flag[　x0　][　y0　][　cIdx　] ae(v)
…
}
상기 표 3을 참조하면, 현재 변환 블록 크기(log2TrafoSize)가 역변환 과정 생략 여부를 결정할 때 참조하는 최소 변환 블록 크기(log2_skipTrafoSize_min)와 동일할 경우, 현재 변환 블록에 대해 역변환 수행 여부를 지시하는 플래그(transform_skip_flag)를 읽을 수 있다. 이 과정을 좀 더 상세히 설명하면, 변환 생략이 활성화(enable) 되어 있고(즉, transform_skip_enabled_flag=1), CU별로 변환과 양자화를 바이패스 하지 않을 경우(즉, cu_transquant_bypass_flag = 0) 인 경우), 현재 변환 블록 크기(log2TrafoSize)가 변환 과정 생략 여부를 결정할 때 참조하는 최소 변환 블록 크기(log2_skipTrafoSize_min)와 동일한지 여부를 확인한다. 이때, 만일 현재 변환 블록 크기(log2TrafoSize)가 변환 과정 생략 여부를 결정할 때 참조하는 최소 변환 블록 크기(log2_skipTrafoSize_min)와 동일할 경우, 복호화기는 현재 변환 블록에 대해 변환 수행 여부를 지시하는 플래그(transform_skip_flag)를 읽는다. 그리고 이 플래그(transform_skip_flag)의 값이 1 인 경우는 역변환 수행을 생략할 수 있다. 또한, 이 플래그(transform_skip_flag)의 값이 0인 경우는 역변환 수행을 할 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록(Smallest Transform Unit; STU) 크기가 동일한지를 비교하는 단계; 및
    상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환(transform) 수행 여부를 지시하는 정보를 복호화하고, 상기 복호화된 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 변환 수행 여부를 지시하는 정보가 변환을 수행하지 않은 것으로 지시하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 생략(skip)하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 변환 수행 여부를 지시하는 정보가 변환을 수행한 것으로 지시하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 최소 변환 블록 크기는 4x4 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 역변환 수행 여부를 결정하는 기능의 사용 유무를 지시하는 플래그 정보를 복호화하는 단계를 포함하며,
    상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 역변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하는 것으로 지시하는 경우, 상기 최소 변환 블록 크기를 참조하여 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하고,
    상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 역변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하지 않는 것으로 지시하는 경우, 4x4 크기를 가지는 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하지 않으면, 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 최소 변환 블록 크기 및 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화부; 및
    상기 최소 변환 블록 크기와 현재 변환 블록 크기가 동일한지 비교하고, 상기 최소 변환 블록 크기와 상기 현재 변환 블록 크기가 동일하면 상기 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환 수행 여부를 결정하는 역변환부를 포함하며,
    상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  8. 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록(Smallest Transform Unit; STU) 크기가 동일한지를 비교하는 단계; 및
    상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하면, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환(transform)을 수행할지 여부를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 결정에 따라, 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 최소 변환 블록 크기는 4x4 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하지 않는 것으로 결정하면, 상기 정보를 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 생략(skip)하는 것으로 지시하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하는 것으로 결정하면, 상기 정보를 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하는 것으로 지시하고, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하지 않으면, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 결정하는 기능의 사용 유무를 지시하는 플래그 정보를 부호화하는 단계를 포함하며,
    상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하는 것으로 지시하는 경우, 상기 최소 변환 블록 크기를 참조하여 상기 현재 변환 블록에 대한 변환 수행 여부를 결정하고,
    상기 플래그 정보가 상기 최소 변환 블록 크기를 기반으로 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 결정하는 기능을 사용하지 않는 것으로 지시하는 경우, 4x4 크기를 가지는 상기 현재 변환 블록에 대해 변환 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  15. 현재 변환 블록 크기와 최소 변환 블록 크기가 동일한지를 비교하고, 상기 현재 변환 블록 크기와 상기 최소 변환 블록 크기가 동일하면 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 결정하는 변환부; 및
    상기 변환부의 결정에 따라 상기 현재 변환 블록의 변환 수행 여부를 지시하는 정보를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화부를 포함하며,
    상기 최소 변환 블록 크기는 부호화기에서 정한 가장 작은 크기를 가지는 변환 블록인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
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