KR20150009465A - 스케일러블 비디오 신호 인코딩/디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

스케일러블 비디오 신호 인코딩/디코딩 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법은 하위 레이어의 시간레벨 식별자에 기초하여 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하고, 결정에 따라 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성하며, 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 현재 픽쳐 내의 현재 블록에 대해서 레이어 간 예측을 수행하는 특징으로 한다.

Description

스케일러블 비디오 신호 인코딩/디코딩 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR ENCODING AND DECODING A SCALABLE VIDEO SIGNAL}
본 발명은 스케일러블 비디오 신호 인코딩/디코딩 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 이용해 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 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 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.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 스케일러블 비디오 신호를 인코딩/디코딩에 있어서, 하위 레이어의 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 스케일러블 비디오 신호를 인코딩/디코딩에 있어서, 하위 레이어의 픽쳐를 업샘플링하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 스케일러블 비디오 신호를 인코딩/디코딩함에 있어서, 인터레이어 참조 픽쳐를 이용하여 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 스케일러블 비디오 신호를 인코딩/디코딩함에 있어서, 레이어 간 예측을 통해 상위 레이어의 텍스쳐 정보를 효과적으로 유도하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치는, 하위 레이어의 시간레벨 식별자에 기초하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하고, 상기 결정에 따라 상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성하며, 상기 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 상기 현재 픽쳐 내의 현재 블록에 대해서 레이어 간 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치는, 상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하고, 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자와 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자를 비교하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 최대 시간레벨 식별자는 상기 상위 레이어의 레이어간 예측이 허용되는 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치는, 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 큰 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니하고, 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치는, 비트스트림으로부터 상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자를 획득하고, 상기 최대 시간레벨 지시자로부터 상기 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치는, 하위 레이어의 시간레벨 식별자에 기초하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하고, 상기 결정에 따라 상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성하며, 상기 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 상기 현재 픽쳐 내의 현재 블록에 대해서 레이어 간 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치는, 상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하고, 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자와 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자를 비교하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 최대 시간레벨 식별자는 상기 상위 레이어의 레이어간 예측이 허용되는 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치는, 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 큰 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니하고, 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치는, 비트스트림으로부터 상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자를 획득하고, 상기 최대 시간레벨 지시자로부터 상기 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 하위 레이어의 픽쳐를 상위 레이어의 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 적응적으로 이용함으로써 메모리를 효과적으로 관리할 수 있다.
본 발명에 의하면, 하위 레이어의 픽쳐를 효과적으로 업샘플링할 수 있다.
본 발명에 의하면, 인터레이어 참조 픽쳐를 이용하여 참조 픽쳐 리스트를 효과적으로 구성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 레이어 간 예측을 통해 상위 레이어의 텍스쳐 정보를 효과적으로 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 하위 레이어의 대응 픽쳐를 이용하여 상위 레이어의 레이어 간 예측을 수행하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 하위 레이어의 대응 픽쳐가 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 과정을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 하위 레이어의 대응 픽쳐를 업샘플링하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 최대 시간레벨 식별자를 비트스트림으로부터 추출하여 획득하는 방법을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 이전 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 이용하여 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 디폴트 시간레벨 플래그에 기초하여 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
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.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
비트스트림 내 복수의 레이어(multi-layer)를 지원하는 비디오의 부호화 및 복호화를 스케일러블 비디오 코딩(scalable video coding)이라고 한다. 복수의 레이어 간에는 강한 연관성(correlation)이 존재하기 때문에 이런 연관성을 이용하여 예측을 수행하면 데이터의 중복 요소를 제거할 수 있고, 영상의 부호화 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 레이어의 정보를 이용하여 현재 레이어의 예측을 수행하는 것을 이하에서는 레이어 간 예측(inter-layer prediction) 혹은 인터 레이어 예측이라고 표현한다.
복수의 레이어들은 해상도가 상이할 수 있으며, 여기서 해상도는 공간 해상도, 시간 해상도, 이미지 퀄러티 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 인터 레이어 예측 시 해상도의 조절을 위하여 레이어의 업샘플링(up-sampling) 또는 다운샘플링(down sampling)과 같은 리샘플링(resampling)이 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 부호화 장치(100)는 상위 레이어에 대한 부호화부(100a)와 하위 레이어에 대한 부호화부(100b)를 포함한다.
상위 레이어는 현재 레이어 또는 인핸스먼트 레이어(enhancement layer)로 표현될 수 있으며, 하위 레이어는 상위 레이어보다 해상도가 낮은 인핸스먼트 레이어, 베이스 레이어(base layer) 또는 참조 레이어(reference layer)로 표현될 수 있다. 상위 레이어와 하위 레이어는 공간적 해상도, 프레임 레이트에 따른 시간적 해상도 및 컬러 포맷 또는 양자화 크기에 따른 이미지 퀄리티 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다. 레이어 간 예측을 수행하기 위하여 해상도 변경이 필요한 경우 레이어의 업샘플링 또는 다운샘플링이 수행될 수 있다.
상위 레이어의 부호화부(100a)는 분할부(110), 예측부(120), 변환부(130), 양자화부(140), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(160), 역양자화부(170), 역변환부(180), 필터부(190) 및 메모리(195)를 포함할 수 있다.
하위 레이어의 부호화부(100b)는 분할부(111), 예측부(125), 변환부(131), 양자화부(141), 재정렬부(151), 엔트로피 부호화부(161), 역양자화부(171), 역변환부(181), 필터부(191) 및 메모리(196)를 포함할 수 있다.
부호화부는 이하의 본 발명의 실시예에서 설명하는 영상 부호화 방법에 의해 구현될 수 있으나, 일부의 구성부에서의 동작은 부호화 장치의 복잡도를 낮추기 위해 또는 빠른 실시간 부호화를 위해 수행되지 않을 수 있다. 예를 들어, 예측부에서 화면 내 예측을 수행함에 있어서, 실시간으로 부호화를 수행하기 위해 모든 화면 내 예측 모드 방법을 사용하여 최적의 화면 내 부호화 방법을 선택하는 방법을 사용하지 않고 일부의 제한적인 개수의 화면 내 예측 모드를 사용하여 그 중에서 하나의 화면 내 예측 모드를 최종 화면 내 예측 모드로 선택하는 방법이 사용될 수 있다. 또 다른 예로 화면 내 예측 또는 화면 간 예측을 수행함에 있어 사용되는 예측 블록의 형태를 제한적으로 사용하도록 하는 것도 가능하다.
부호화 장치에서 처리되는 블록의 단위는 부호화를 수행하는 부호화 단위, 예측을 수행하는 예측 단위, 변환을 수행하는 변환 단위가 될 수 있다. 부호화 단위는 CU(Coding Unit), 예측 단위는 PU(Prediction Unit), 변환 단위는 TU(Transform Unit)라는 용어로 표현될 수 있다.
분할부(110, 111)에서는 레이어 영상을 복수의 부호화 블록, 예측 블록 및 변환 블록의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 그 중 하나의 부호화 블록, 예측 블록 및 변환 블록의 조합을 선택하여 레이어를 분할할 수 있다. 예를 들어, 레이어 영상에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(QuadTree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 블록의 의미를 부호화를 하는 블록이라는 의미뿐만 아니라 복호화를 수행하는 블록이라는 의미로도 사용할 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측 또는 화면 간 예측과 같은 예측을 수행하는 단위가 될 수 있다. 화면 내 예측을 수행하는 블록은 2Nx2N, NxN과 같은 정사각형 형태의 블록일 수 있다. 화면 간 예측을 수행하는 블록으로는 2Nx2N, NxN과 같은 정사각형의 형태 또는 2NxN, Nx2N과 같은 직사각형의 형태 또는 비대칭 형태인 AMP (Asymmetric Motion Partitioning)를 사용한 예측 블록 분할 방법이 있다. 예측 블록의 형태에 따라 변환부(115)에서는 변환을 수행하는 방법이 달라질 수 있다.
부호화부(100a, 100b)의 예측부(120, 125)는 화면 내 예측(intra prediction)을 수행하는 화면 내 예측부(121, 126)와 화면 간 예측(inter prediction)을 수행하는 화면 간 예측부(122, 127)를 포함할 수 있다. 상위 레이어 부호화부(100a)의 예측부(120)는 하위 레이어의 정보를 이용하여 상위 레이어에 대한 예측을 수행하는 레이어 간 예측부(123)를 더 포함할 수 있다.
예측부(120, 125)는 예측 블록에 대해 화면 간 예측을 사용할 것인지 또는 화면 내 예측을 수행할 것인지를 결정할 수 있다. 화면 내 예측을 수행함에 있어서 예측 블록 단위로 화면 내 예측 모드를 결정하고, 결정된 화면 내 예측 모드에 기초하여 화면 내 예측을 수행하는 과정은 변환 블록 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130, 131)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(130)에서 부호화되어 복호화 장치에 전달될 수 있다.
PCM(Pulse Coded Modulation) 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측을 수행하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
화면 내 예측부(121, 126)에서는 현재 블록(예측 대상이 되는 블록)의 주변에 존재하는 참조 픽셀을 기초로 화면 내 예측된 블록을 생성할 수 있다. 화면 내 예측 방법에서 화면 내 예측 모드는 참조 픽셀을 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측 방향을 고려하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 루마 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드는 종류가 상이할 수 있다. 색차 정보를 예측하기 위해 루마 정보를 예측한 화면 내 예측 모드 또는 예측된 루마 정보를 활용할 수 있다. 만약, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀을 다른 픽셀로 대체하고, 이를사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
예측 블록은 복수개의 변환 블록을 포함할 수 있는데, 화면 내 예측을 수행 시 예측 블록의 크기와 변환 블록의 크기가 동일할 경우, 예측 블록의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 하지만, 화면 내 예측을 수행 시 예측 블록의 크기와 변환 블록의 크기가 상이하여 예측 블록의 내부에 복수의 변환 블록이 포함되는 경우, 변환 블록에 인접한 주변 픽셀을 참조 픽셀로 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 여기서, 변환 블록에 인접한 주변 픽셀은 예측 블록에 인접한 주변 픽셀과 예측 블록 내에 이미 복호화된 픽셀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
화면 내 예측 방법은 화면 내 예측 모드에 따라 참조 화소에 MDIS(Mode Dependent Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 픽셀에 적용되는 MDIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. MDIS 필터는 화면 내 예측이 수행되어 화면 내 예측된 블록에 적용되는 추가의 필터로서 참조 픽셀과 예측을 수행 후 생성된 화면 내 예측된 블록에 존재하는 잔차를 줄이는데 사용될 수 있다. MDIS 필터링을 수행함에 있어 참조 픽셀과 화면 내 예측된 블록에 포함된 일부 열에 대한 필터링은 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 다른 필터링을 수행할 수 있다.
화면 간 예측부(122, 127)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 블록의 정보를 참조하여 예측을 수행할 수 있다. 화면 간 예측부(122, 127)에는 참조 픽쳐 보간부, 움직임 예측부, 움직임 보상부가 포함될 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(195, 196)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 루마 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
화면 간 예측부(122, 127)는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 움직임 예측을 수행할 수 있다. 움직임 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터 값을 가질 수 있다. 화면 간 예측부(122, 127)에서는 여러 가지 화면 간 예측 방법 중 하나의 화면 간 예측 방법을 적용하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
화면 간 예측 방법으로는 예를 들어, 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, MVP(Motion Vector Predictor)를 이용하는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
화면 간 예측에 있어서 움직임 정보 즉, 참조 인덱스, 움직임 벡터, 레지듀얼 신호 등의 정보는 엔트로피 부호화되어 복호화부에 전달된다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는 레지듀얼 신호가 생성되지 아니하므로, 레지듀얼 신호에 대한 변환 및 양자화 과정이 생략될 수 있다.
레이어 간 예측부(123)는 하위 레이어의 정보를 이용하여 상위 레이어를 예측하는 레이어 간 예측을 수행한다. 레이어 간 예측부(123)는 하위 레이어의 텍스쳐 정보, 움직임 정보 등을 이용하여 레이어 간 예측(inter-layer prediction)을 수행할 수 있다.
레이어 간 예측은 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 해서 하위 레이어(참조 레이어)의픽쳐에 대한 움직임 정보를 이용하여 상위 레이어의 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 레이어 간 예측에서 참조 픽쳐로 사용되는 참조 레이어의 픽쳐는 현재 레이어의 해상도에 맞게 샘플링된 픽쳐일 수 있다. 또한, 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 인덱스를 포함할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 픽쳐에 대한 움직임 벡터의 값은 (0,0)으로 설정될 수 있다.
레이어 간 예측의 예로서, 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 이용하는 예측 방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 레이어 간 예측부(123)는 레이어 간 텍스처 예측, 레이어 간 움직임 예측, 레이어 간 신택스 예측 및 레이어 간 차분 예측 등을 수행할 수도 있다.
레이어 간 텍스처 예측은 참조 레이어의 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 유도할 수 있다. 참조 레이어의 텍스처는 현재 레이어의 해상도에 맞춰 샘플링될 수 있으며, 레이어 간 예측부(123)는 샘플링된 참조 레이어의 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 예측할 수 있다.
레이어 간 움직임 예측은 참조 레이어의 움직임 벡터를 기반으로 현재 레이어의 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 움직임 벡터는 현재 레이어의 해상도에 맞게 스케일링될 수 있다. 레이어 간 신택스 예측에서는 참조 레이어의 신택스를 기반으로 현재 레이어의 신택스가 예측될 수 있다. 예컨대, 레이어 간 예측부(123)는 참조 레이어의 신택스를 현재 레이어의 신택스로 이용할 수도 있다. 또한, 레이어 간 차분 예측에서는 참조 레이어의 복원 영상과 현재 레이어의 복원 영상 사이의 차분을 이용하여 현재 레이어의 픽쳐를 복원할 수 있다.
예측부(120, 125)에서 생성된 예측 블록과 예측 블록의 복원 블록과 차이 값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성되며, 잔차 블록은 변환부(130, 131)에 입력된다.
변환부(130, 131)에서는 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 DST를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 블록의 화면 내 예측 모드 정보 및 예측 블록의 크기 정보를 기초로 결정할 수 있다. 즉, 변환부(130, 131)에서는 예측 블록의 크기 및 예측 방법에 따라 변환 방법을 다르게 적용할 수 있다.
양자화부(140, 141)는 변환부(130, 131)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(140, 141)에서 산출된 값은 역양자화부(170, 17)와 재정렬부(150, 151)에 제공될 수 있다.
재정렬부(150, 151)는 양자화된 잔차 값에 대해 계수 값의 재정렬을 수행할 수 있다. 재정렬부(150, 151)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150, 151)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 블록의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 방법이 아닌 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔 방법, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔 방법이 사용될 수 있다. 즉, 변환 블록의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(160, 161)는 재정렬부(150, 151)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)와 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(160, 161)는 재정렬부(150, 151) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 블록의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 블록 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 제공받아 소정의 부호화 방법을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 엔트로피 부호화부(160, 161)에서는 재정렬부(150, 151)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(160, 161)에서는 화면 내 예측 모드 정보에 대한 이진화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다. 엔트로피 부호화부(160, 161)에는 이러한 이진화 동작을 수행하기 위한 코드워드 매핑부가 포함될 수 있고, 화면 내 예측을 수행하는 예측 블록의 크기에 따라 이진화를 다르게 수행할 수 있다. 코드워드 매핑부에서는 코드워드 매핑 테이블이 이진화 동작을 통해 적응적으로 생성되거나 미리 저장되어 있을 수 있다. 또 다른 실시예로 엔트로피 부호화부(160, 161)에서 코드넘 매핑을 수행하는 코드넘 매핑부와 코드워드 매핑을 수행하는 코드워드 매핑부를 이용하여 현재 화면 내 예측 모드 정보를 표현할 수 있다. 코드넘 매핑부와 코드워드 매핑부에서는 코드넘 매핑 테이블과 코드워드 매핑 테이블이 생성되거나 저장되어 있을 수 있다.
역양자화부(170, 171) 및 역변환부(180, 181)에서는 양자화부(140, 141)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130, 131)에서 변환된 값들을 역변환 한다. 역양자화부(170, 171) 및 역변환부(180, 181)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 화면 내 예측부를 통해서 예측된 예측 블록과 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(190, 191)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한, 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링을 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행처리가 되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
필터부(190, 191)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정을 모두 적용하지 않고 디블록킹 필터만 적용하거나 디블록킹 필터와 오프셋 보정을 둘 다 적용할 수도 있다.
메모리(195, 196)는 필터부(190, 191)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 화면 간 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
하위 레이어의 엔트로피 부호화부(100b)에서 출력되는 정보와 상위 레이어의 엔트로피 부호화부(100a)에서 출력되는 정보는 MUX(197)에서 멀티플렉싱되어 비트스트림으로 출력될 수 있다.
MUX(197)는 상위 레이어의 부호화부(100a) 또는 하위 레이어의 부호화부(100b)에 포함될 수도 있고, 부호화부(100)와는 별도의 독립적인 장치 또는 모듈로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복호화 장치(200)는 상위 레이어의 복호화부(200a)와 하위 레이어의 복호화부(200b)를 포함한다.
상위 레이어의 복호화부(200a)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(220), 역양자화부(230), 역변환부(240), 예측부(250), 필터부(260), 메모리(270)를 포함할 수 있다.
하위 레이어의 복호화부(200b)는 엔트로피 디코딩부(211), 재정렬부(221), 역양자화부(231), 역변환부(241), 예측부(251), 필터부(261), 메모리(271)를 포함할 수 있다.
부호화 장치로부터 복수의 레이어를 포함하는 비트스트림이 전송되면, DEMUX(280)는 레이어 별로 정보를 디멀티플렉싱하여 각 레이어별 복호화부(200a, 200b)로 전달할 수 있다. 입력된 비트스트림은 부호화 장치와 반대의 절차로 복호화 될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210, 211)는 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 복호화된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(250, 251)로 제공되고 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 엔트로피 복호화를 수행한 잔차값은 재정렬부(220, 221)로 입력될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210, 211)에서도 엔트로피 부호화부(160, 161)와 마찬가지로 CABAC 또는 CAVLC 중 적어도 하나의 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210, 211)에서는 부호화 장치에서 수행된 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다. 엔트로피 복호화부(210, 211)에는 코드워드 매핑부가 포함되어 수신된 코드워드를 화면 내 예측 모드 번호로 생성하기 위한 코드워드 매핑 테이블을 포함될 수 있다. 코드워드 매핑 테이블은 미리 저장되어 있거나 적응적으로 생성될 수 있다. 코드넘 매핑 테이블을 사용할 경우, 코드넘 매핑을 수행하기 위한 코드넘 매핑부가 추가적으로 구비될 수 있다.
재정렬부(220, 221)는 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(220, 221)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(230, 231)는 부호화 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수 값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(240, 241)는 부호화 장치에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부(130, 131)에서 수행한 DCT 또는 DST에 대해 역 DCT 또는 역 DST를 수행할 수 있다. 역변환은 부호화 장치에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 부호화 장치의 변환부에서는 DCT와 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 복호화 장치의 역변환부(240, 241)에서는 부호화 장치의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다. 변환 수행 시 변환 블록이 아닌 부호화 블록을 기준으로 변환을 수행할 수 있다.
예측부(250, 251)는 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(270, 271)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
예측부(250, 251)는 예측 단위 판별부, 화면 간 예측부 및 화면 내 예측부를 포함할 수 있다.
예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부에서 입력되는 예측 단위 정보, 화면 내 예측 방법의 예측 모드 정보, 화면 간 예측 방법의 움직임 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 블록에서 예측 블록을 구분하고, 예측 블록이 화면 간 예측을 수행하는지 아니면 화면 내 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다.
화면 간 예측부는 부호화 장치에서 제공된 현재 예측 블록의 화면 간 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 블록이 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 블록에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 화면 간 예측을 수행하기 위해 부호화 블록을 기준으로 해당 부호화 블록에 포함된 예측 블록의 움직임 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), MVP(motion vector predictor)를 이용하는 모드(AMVP Mode) 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
화면 내 예측부는 현재 픽쳐 내의 복원된 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 블록이 화면 내 예측을 수행한 예측 블록인 경우, 부호화 장치에서 제공된 예측 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 화면 내 예측부는 현재 블록의 참조 픽셀에 필터링을 수행하는 MDIS 필터, 참조 픽셀을 보간하여 정수값 이하의 픽셀 단위의 참조 픽셀을 생성하는 참조 픽셀 보간부, 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성하는 DC 필터를 포함할 수 있다.
상위 레이어 복호화부(200a)의 예측부(250)는 하위 레이어의 정보를 이용하여 상위 레이어를 예측하는 레이어 간 예측을 수행하는 레이어 간 예측부를 더 포함할 수 있다.
레이어 간 예측부는 화면 내 예측 모드 정보, 움직임 정보 등을 이용하여 인터 레이어 예측(inter-layer prediction) 을 수행할 수 있다.
레이어 간 예측은 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 해서 하위 레이어(참조 레이어) 픽쳐에 대한 움직임 정보를 이용하여 상위 레이어의 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
레이어 간 예측에서 참조 픽쳐로 사용되는 참조 레이어의 픽쳐는 현재 레이어의 해상도에 맞게 샘플링된 픽쳐일 수 있다. 또한, 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 인덱스를 포함할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 픽쳐에 대한 움직임 벡터의 값은 (0,0)으로 설정될 수 있다.
레이어 간 예측의 예로서, 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 이용하는 예측 방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 레이어 간 예측부(123)는 레이어 간 텍스처 예측, 레이어 간 움직임 예측, 레이어 간 신택스 예측 및 레이어 간 차분 예측 등을 추가로 수행할 수도 있다.
레이어 간 텍스처 예측은 참조 레이어의 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 유도할 수 있다. 참조 레이어의 텍스처는 현재 레이어의 해상도에 맞춰 샘플링될 수 있으며, 레이어 간 예측부는 샘플링된 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 예측할 수 있다. 레이어 간 움직임 예측은 참조 레이어의 움직임 벡터를 기반으로 현재 레이어의 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 움직임 벡터는 현재 레이어의 해상도에 맞게 스케일링될 수 있다. 레이어 간 신택스 예측에서는 참조 레이어의 신택스를 기반으로 현재 레이어의 신택스가 예측될 수 있다. 예컨대, 레이어 간 예측부(123)는 참조 레이어의 신택스를 현재 레이어의 신택스로 이용할 수도 있다. 또한, 레이어 간 차분 예측에서는 참조 레이어의 복원 영상과 현재 레이어의 복원 영상 사이의 차분을 이용하여 현재 레이어의 픽쳐를 복원할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(260, 261)로 제공될 수 있다. 필터부(260, 261)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부를 포함할 수 있다.
부호화 장치로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 복호화 장치의 디블록킹 필터에서는 부호화 장치에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 복호화 장치에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
메모리(270, 271)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력할 수 있다.
부호화 장치 및 복호화 장치는 두 개의 레이어가 아닌 세 개 이상의 레이어에 대한 인코딩을 수행할 수 있으며, 이 경우 상위 레이어에 대한 부호화부 및 상위 레이어에 대한 복호화부는 상위 레이어의 개수에 대응하여 복수 개로 마련될 수 있다.
멀티 레이어 구조를 지원하는 SVC(Scalable Video Coding) 에서는 레이어 간에 연관성이 존재한다. 이 연관성을 이용하여 예측을 수행하면 데이터의 중복 요소를 제거할 수 있고 영상의 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 부호화/복호화 되는 현재 레이어(인핸스먼트 레이어)의 픽쳐(영상)를 예측할 경우, 현재 레이어의 정보를 이용한 인터 예측 혹은 인트라 예측뿐만 아니라, 다른 레이어의 정보를 이용한 인터 레이어 예측을 수행할 수 있다.
인터 레이어 예측을 수행할 경우, 현재 레이어는 인터 레이어 예측을 위해 사용되는 참조 레이어(reference layer)의 디코딩된 픽쳐를 참조 픽쳐(reference picture)로 사용하여 현재 레이어의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
이때, 현재 레이어와 참조 레이어는 공간 해상도, 시간 해상도, 이미지 퀄리티 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있기 때문에(즉, 레이어 간 스케일러빌리티 차이 때문에), 디코딩된 참조 레이어의픽쳐는 현재 레이어의 스케일러빌리티에 맞게 리샘플링(resampling)이 수행된 다음 현재 레이어의 인터 레이어 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 리샘플링은 현재 레이어의 픽쳐 크기에 맞게 참조 레이어 픽쳐의 샘플들을 업샘플링(up-sampling) 또는 다운 샘플링(down sampling)하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 현재 레이어는 현재 부호화 혹은 복호화가 수행되는 레이어를 말하며, 인핸스먼트 레이어 또는 상위 레이어일 수 있다. 참조 레이어는 현재 레이어가 인터 레이어 예측을 위해 참조하는 레이어를 말하며, 베이스 레이어 또는 하위 레이어일 수 있다. 현재 레이어의 인터 레이어 예측을 위해 사용되는 참조 레이어의 픽쳐(즉, 참조 픽쳐)는 인터 레이어 참조 픽쳐 또는 레이어 간 참조 픽쳐로 지칭될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 하위 레이어의 대응 픽쳐를 이용하여 상위 레이어의 레이어 간 예측을 수행하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 하위 레이어의 시간레벨 식별자(TemporalID)에 기초하여, 하위 레이어의 대응 픽쳐가상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정할 수 있다(S300)
예를 들어, 인핸스먼트 레이어에서 부호화 하려고 하는 현재 픽쳐의 시간적 해상도가 낮은 경우(즉, 현재 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)가 작은 값을 가지는 경우)에는 인핸스먼트 레이어에서 이미 디코딩된 다른 픽쳐와 디스플레이 순서 차이가 크게 된다.이 경우에는 현재 픽쳐와 이미 디코딩된 픽쳐들 간의 영상 특징이 서로 다를 가능성이 높아지기 때문에, 인핸스먼트 레이어의 이미 디코딩된 픽쳐들을 참조 픽쳐로 사용하기 보다는, 하위 레이어에서 업샘플링한 픽쳐를 참조 픽쳐로 사용할 가능성이 높아진다.
반면, 인핸스먼트 레이어에서 부호화 하려고 하는 현재 픽쳐의시간적 해상도가 높은 경우(즉, 현재 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)가 큰 값을 가지는 경우)에는 인핸스먼트 레이어에서 이미 디코딩된 다른 픽쳐와 디스플레이 순서 차이가 크지 않게 된다. 이 경우에는 현재 픽쳐와 이미 디코딩된 픽쳐들 간의 영상 특징이 유사할 가능성이 높아지기 때문에,하위 레이어에서 업샘플링한 영상을 참조 픽쳐로 사용하기 보다는, 인핸스먼트레이어의 이미 디코딩된 픽쳐들을 참조 픽쳐로 사용할 가능성이 높아진다.
이와 같이, 현재 픽쳐의 시간적 해상도가 낮을 때, 레이어 간 인터 예측 방법이 효과적이기 때문에, 하위 레이어의특정 시간레벨 식별자(TemporalID)를 고려하여 레이어 간 인터 예측의 허용 여부를 결정할 필요가 있다. 이를 위해 레이어 간 예측이 허용되는 하위 레이어의 최대 시간레벨 식별자를 시그날링할 수 있으며, 이에 대해서는 도 4를 참조하여 자세히 살펴 보기로 한다.
한편, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상위 레이어의 현재 픽쳐와 동일 시간대에 위치한 픽쳐를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 대응 픽쳐는 상위 레이어의 현재 픽쳐와 동일한 POC(picture order count) 정보를 갖는 픽쳐를 의미할 수 있다.
또한, 비디오 시퀀스는 시간적/공간적 해상도 또는 양자화 크기에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어를 포함할 수 있다. 상기 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미할 수 있다. 따라서, 비디오 시퀀스에 포함된 복수 개의 레이어는 동일한 시간레벨 식별자를 가질 수도 있고, 각각 상이한 시간레벨 식별자를 가질 수도 있다.
상기 S300 단계에서의 결정에 따라 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성할 수 있다(S310).
구체적으로, 하위 레이어의 대응 픽쳐가 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 것으로 결정된 경우, 상기 대응 픽쳐를 업샘플링하여 인터레이어 참조 픽쳐를 생성할 수 있다. 하위 레이어의 대응 픽쳐를 업샘플링하는 과정에 대해서는 도 5를 참조하여 자세히 살펴 보기로 한다.
그런 다음, 상기 인터레이어 참조 픽쳐를 포함한 참조 픽쳐 리스트를 생성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록과 동일 레이어에 속한 참조 픽쳐 즉, 시간적 참조 픽쳐를 이용하여 참조 픽쳐 리스트를 구성하고, 상기 시간적 참조 픽쳐 뒤에 인터레이어 참조 픽쳐를 배열할 수 있다.
또는, 인터레이어 참조 픽쳐는 시간적 참조 픽쳐들 사이에 추가될 수도 있다. 예를 들어, 인터레이어 참조 픽쳐는 시간적 참조 픽쳐로 구성된 참조 픽쳐 리스트에서 첫번째 시간적 참조 픽쳐 다음에 배열될 수 있다. 참조 픽쳐 리스트에서 첫번째 시간적 참조 픽쳐는 참조 인덱스 0을 갖는 참조 픽쳐를 의미할 수 있다.이 경우, 첫번째 시간적 참조 픽쳐 다음에 배열된 인터레이어 참조 픽쳐에는 참조 인덱스 1이 할당될 수 있다.
반면, 하위 레이어의 대응 픽쳐가 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 않는 것으로 결정된 경우, 상기 대응 픽쳐는 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트에 포함되지 아니한다. 즉, 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트는 현재 픽쳐와 동일 레이어에 속한 참조 픽쳐 즉, 시간적 참조 픽쳐로 구성될 수 있다. 이와 같이, 하위 레이어의 픽쳐를 디코딩 픽쳐 버퍼(Decoded Picture Buffer, DPB)에서 제외시킬 수 있기 때문에 디코딩 픽쳐 버퍼를 효율적으로 관리할 수 있다.
S310 단계에서 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 현재 블록에 대해서 인터 예측을 수행할 수 있다(S320).
구체적으로, 현재 블록의 참조 인덱스를 이용하여 상기 생성된 참조 픽쳐 리스트에서 참조 픽쳐를 특정할 수 있다. 또한, 현재 블록의 모션 벡터를 이용하여 참조 픽쳐 내 참조 블록을 특정할 수 있다. 현재 블록은 특정된 참조 블록을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다.
또는, 현재 블록이 참조 픽쳐로 인터레이어 참조 픽쳐를 이용하는 경우, 현재 블록은 인터레이어 참조 픽쳐 내 동일 위치의 블록을 이용하여 레이어 간 예측을 수행할 수 있다. 이를 위해 현재 블록의 참조 인덱스가 참조 픽쳐 리스트에서 인터레이어 참조 픽쳐를 특정하는 경우에는 현재 블록의 모션 벡터는 (0,0)으로 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 하위 레이어의 대응 픽쳐가 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 과정을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득할 수 있다(S400).
여기서, 최대 시간레벨 식별자는 상위 레이어의 레이어간 예측이 허용되는 하위 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 의미할 수 있다.
최대 시간레벨 식별자는 비트스트림으로부터 직접 추출하여 획득될 수 있다. 또는, 이전 레이어의 최대 시간레벨 식별자를 이용하여 유도될 수도 있고, 미리 정의된 디폴트 시간레벨 값에 기초하여 획득할 수도 있고, 디폴트 시간레벨 플래그에 기초하여획득할 수도 있다. 이에 대한 구체적인 획득 방법에 대해서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 각각 살펴 보기로 한다.
S400 단계에서 획득된 최대 시간레벨 식별자와 하위 레이어의 시간레벨 식별자를 비교하여 하위 레이어의 대응 픽쳐가 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정할 수 있다(S410).
예를 들어, 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 식별자보다 큰 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니할 수 있다. 즉, 현재 픽쳐는 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐를 이용하여 레이어 간 예측을 수행하지 아니한다.
반면, 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용될 수 있다. 즉, 현재 픽쳐는 상기 최대 시간레벨 식별자보다 작은 시간레벨 식별자를 가진 하위 레이어의 픽쳐를 이용하여 레이어 간 예측을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 하위 레이어의 대응 픽쳐를 업샘플링하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상위 레이어의 현재 샘플 위치에 대응하는 하위 레이어의 참조 샘플 위치를 유도할 수 있다(S500).
상위 레이어와 하위 레이어의 해상도가 상이할 수 있으므로, 양자간의 해상도 차이를 고려하여 현재 샘플 위치에 대응하는 참조 샘플 위치를 유도할 수 있다. 즉, 상위 레이어의 픽쳐와 하위 레이어의 픽쳐 간의 가로/세로 비율을 고려할 수 있다. 또한, 하위 레이어의 업샘플링된 픽쳐가 상위 레이어의 픽쳐와 크기가 일치하지 않을 경우가 발생할 수도 있으므로, 이를 보정하기 위한 오프셋이 요구될 수도 있다.
예를 들어, 참조 샘플 위치는 스케일 팩터와 업샘플링된 하위 레이어 오프셋을 고려하여 유도될 수 있다. 여기서, 스케일 팩터는 상위 레이어의 현재 픽쳐와 하위 레이어의 대응 픽쳐 간의 너비와 높이의 비율에 기초하여 산출될 수 있다.업샘플링된하위 레이어 오프셋은 현재 픽쳐의 픽쳐 경계에 위치한 어느 하나의 샘플과 인터레이어 참조 픽쳐의 픽쳐 경계에 위치한 어느 하나의 샘플 간의 위치 차이 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 업샘플링된 하위 레이어 오프셋은 현재 픽쳐의 좌상단 샘플과 인터레이어 참조 픽쳐의 좌상단 샘플 간의 수평/수직 방향으로의 위치 차이 정보 및 현재 픽쳐의 우하단 샘플과 인터레이어 참조 픽쳐의 우하단 샘플 간의 수평/수직 방향으로의 위치 차이 정보를 포함할 수 있다. 업샘플링된 하위 레이어 오프셋은 비트스트림으로부터 획득될 수 있다.
S500단계에서 유도된 참조 샘플 위치의 위상을 고려하여 업샘플링 필터의 필터 계수를 결정할 수 있다(S510).
여기서, 업샘플링 필터는 고정된 업샘플링 필터와 적응적 업샘플링 필터 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
1. 고정된 업샘플링 필터
고정된 업샘플링 필터는 영상의 특징을 고려하지 아니하고, 기 결정된 필터 계수를 가진 업샘플링 필터를 의미할 수 있다. 고정된 업샘플링 필터로 tap 필터가 이용될 수 있으며, 이는 휘도 성분과 색차 성분에 대해서 각각 정의될 수 있다. 이하 표 1 내지 표 2를 참조하여 1/16 샘플 단위의 정확도를 가진 고정된 업샘플링 필터를 살펴 보기로 한다.
위상 p
 보간 필터 계수
f[p, 0] f[p, 1] f[p, 2] f[p, 3] f[p, 4] f[p, 5] f[p, 6] f[p, 7]
0 0 0 0 64 0 0 0 0
1 0 1 -3 63 4 -2 1 0
2 -1 2 -5 62 8 -3 1 0
3 -1 3 -8 60 13 -4 1 0
4 -1 4 -10 58 17 -5 1 0
5 -1 4 -11 52 26 -8 3 -1
6 -1 3 -3 47 31 -10 4 -1
7 -1 4 -11 45 34 -10 4 -1
8 -1 4 -11 40 40 -11 4 -1
9 -1 4 -10 34 45 -11 4 -1
10 -1 4 -10 31 47 -9 3 -1
11 -1 3 -8 26 52 -11 4 -1
12 0 1 -5 17 58 -10 4 -1
13 0 1 -4 13 60 -8 3 -1
14 0 1 -3 8 62 -5 2 -1
15 0 1 -2 4 63 -3 1 0
표 1은 휘도 성분에 대한 고정된 업샘플링 필터의 필터 계수를 정의한 테이블이다.
상기 표 1에서 보듯이, 휘도 성분에 대한 업샘플링의 경우, 8-tap 필터가 적용된다. 즉, 상위 레이어의 현재 샘플에 대응하는 참조 레이어의 참조 샘플 및 상기 참조 샘플에 인접한 이웃 샘플을 이용하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 여기서, 이웃 샘플은 인터폴레이션을 수행하는 방향에 따라 특정될 수 있다. 예를 들어, 수평 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 참조 샘플을 기준으로 좌측으로 연속적인 3개의 샘플 및 우측으로 연속적인 4개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 수직 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 상기 참조 샘플을 기준으로 상단으로 연속적인 3개의 샘플 및 하단으로 연속적인 4개의 샘플을 포함할 수 있다.
그리고, 1/16 샘플 단위의 정확도로 인터폴레이션을 수행하므로, 총 16개의 위상이 존재한다. 이는 2배, 1.5배 등 다양한 배율의 해상도를 지원하기 위한 것이다.
또한, 고정된 업샘플링 필터는 각 위상(p) 별로 상이한 필터 계수를 사용할 수 있다. 위상(p)이 0인 경우를 제외하고, 각각의 필터 계수의 크기는 0 내지 63의 범위에 속하도록 정의될 수 있다. 이는 6bits의 정밀도를 가지고 필터링을 수행함을 의미한다. 여기서, 위상(p)이 0이라 함은 1/n 샘플 단위로 인터폴레이션 하는 경우, n배수의 정수 샘플의 위치를 의미한다.
위상 p
 보간 필터 계수
f[p, 0] f[p, 1] f[p, 2] f[p, 3]
0 0 64 0 0
1 -2 62 4 0
2 -2 58 10 -2
3 -4 56 14 -2
4 -4 54 16 -2
5 -6 52 20 -2
6 -6 46 28 -4
7 -4 42 30 -4
8 -4 36 36 -4
9 -4 30 42 -4
10 -4 28 46 -6
11 -2 20 52 -6
12 -2 16 54 -4
13 -2 14 56 -4
14 -2 10 58 -2
15 0 4 62 -2
표 2는 색차 성분에 대한 고정된 업샘플링 필터의 필터 계수를 정의한 테이블이다.
표 2에서 보듯이, 색차 성분에 대한 업샘플링의 경우, 휘도 성분과 달리 4-tap 필터가 적용될 수 있다. 즉, 상위 레이어의 현재 샘플에 대응하는 참조 레이어의 참조 샘플 및 상기 참조 샘플에 인접한 이웃 샘플을 이용하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 여기서, 이웃 샘플은 인터폴레이션을 수행하는 방향에 따라 특정될 수 있다. 예를 들어, 수평 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 참조 샘플을 기준으로 좌측으로 연속적인 1개의 샘플 및 우측으로 연속적인 2개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 수직 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 상기 참조 샘플을 기준으로 상단으로 연속적인 1개의 샘플 및 하단으로 연속적인 2개의 샘플을 포함할 수 있다.
한편, 휘도 성분과 마찬가지로 1/16 샘플 단위의 정확도로 인터폴레이션을 수행하므로 총 16개의 위상이 존재하며, 각 위상(p) 별로 상이한 필터 계수를 사용할 수 있다. 그리고, 위상(p)이 0인 경우를 제외하고 각각의 필터 계수의 크기는 0 내지 62의 범위에 속하도록 정의될 수 있다. 이 역시 6bits의 정밀도를 가지고 필터링을 수행함을 의미한다.
앞서 휘도 성분에 대해서는 8-tap 필터가, 색차 성분에 대해서는 4-tap 필터가 각각 적용되는 경우를 예로 들어 살펴 보았으나, 이에 한정되지 아니하며, tap 필터의 차수는 코딩 효율을 고려하여 가변적으로 결정될 수 있음은 물론이다.
2. 적응적 업샘플링 필터
고정된 필터 계수를 사용하지 아니하고, 영상의 특징을 고려하여 인코더에서 최적의 필터 계수를 결정하고, 이를 시그날링하여 디코더로 전송할 수 있다. 이와 같이 인코더에서 적응적으로 결정된 필터 계수를 이용하는 것이 적응적 업샘플링 필터이다. 픽쳐 단위로 영상의 특징이 다르기 때문에, 모든 경우에 고정된 업샘플링 필터를 사용하는 것보다 영상의 특징을 잘 표현할 수 있는 적응적 업샘플링 필터를 사용하면 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
S510단계에서 결정된 필터 계수를 하위 레이어의 대응 픽쳐에 적용하여 인터레이어 참조 픽쳐를 생성할 수 있다(S520).
구체적으로, 결정된 업샘플링 필터의 필터 계수를 대응 픽쳐의 샘플들에 적용하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 여기서, 인터폴레이션은 1차적으로 수평 방향으로 수행하고, 수평 방향의 인터폴레이션 후 생성된 샘플에 대해서 2차적으로 수직 방향으로 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 최대 시간레벨 식별자를 비트스트림으로부터 추출하여 획득하는 방법을 도시한 것이다.
인코더는 최적의 최대 시간레벨 식별자를 결정하고, 이를 부호화하여 디코더로 전송할 수 있다. 이때, 인코더는 결정된 최대 시간레벨 식별자를 그대로 부호화할 수도 있고, 결정된 최대 시간레벨 식별자에 1을 더한 값(max_tid_il_ref_pics_plus1, 이하 최대 시간레벨 지시자라 한다.)을 부호화할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 비트스트림으로부터 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자를 획득할 수 있다(S600).
여기서, 최대 시간레벨 지시자는 하나의 비디오 시퀀스에 허용되는 최대 레이어의 개수만큼 획득될 수 있다. 최대 시간레벨 지시자는 비트스트림의 비디오 파라미터 세트로부터 획득될 수 있다.
구체적으로, 획득된 최대 시간레벨 지시자의 값이 0인 경우, 이는 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상위 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니함을 의미할 수 있다. 여기서, 하위 레이어의 대응 픽쳐는 랜덤 엑세스 픽쳐가 아닌 픽쳐(non-Random Access Picture)일 수 있다.
예를 들어, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0이면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어의 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다.
반면, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 큰 경우, 이는 최대 시간레벨 식별자보다 큰 시간레벨 식별자를 가진 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상위 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니함을 의미할 수 있다.
예를 들어, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 크면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐인 동시에 최대 시간레벨 식별자보다 큰 값의 시간레벨 식별자를 가진 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다. 따라서, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 크고, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐가 최대 시간레벨 식별자보다 작은 값의 시간레벨 식별자를 가진 경우에 한하여 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 여기서, 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자로부터 유도된 값이며, 예를 들어 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자의 값에서 1을 뺀 값으로 유도될 수 있다.
한편, S600 단계에서 추출되는 최대 시간레벨 지시자는 기결정된 범위 내의 값(예를 들어, 0 내지 7)을 가진다. 만일, S600 단계에서 추출된 최대 시간레벨 지시자의 값이 기결정된 범위 내의 값 중 최대값에 해당하는 경우에는, 하위 레이어의 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)와 무관하게 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상위 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용될 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 이전 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 이용하여 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자(또는, 최대 시간레벨 지시자)를 그대로 부호화하지 아니하고, 이전 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자(또는, 최대 시간레벨 지시자)와의 차분만을 부호화함으로써, 최대 시간레벨 식별자(또는, 최대 시간레벨 지시자)를 부호화하는데 필요한 비트량을 줄일 수 있다. 여기서, 이전 레이어는 하위 레이어보다 해상도가 낮은 레이어를 의미할 수 있다.
도 7을 참조하면, 비디오 시퀀스 내의 복수 개의 레이어 중에서 최하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 지사자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])를 획득할 수 있다(S700). 이는 비디오 시퀀스 내에서 최하위 레이어의 경우, 최대 시간레벨 식별자를 유도하기 위해 참조할 이전 레이어가 존재하지 않기 때문이다.
여기서, 최대 시간레벨 지사자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])의 값이 0이면, 비디오 시퀀스 내 최하위 레이어(즉, i=0인 레이어)의 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다.
반면, 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])의 값이 0보다 크면, 비디오 시퀀스 내 최하위 레이어에 속한 픽쳐인 동시에 최대 시간레벨 식별자보다 큰 값의 시간레벨 식별자를 가진 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다. 따라서, 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])의 값이 0보다 크고, 비디오 시퀀스의 최하위 레이어에 속한 픽쳐가 상기 최대 시간레벨 식별자보다 작은 값의 시간레벨 식별자를 가진 경우에 한하여 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 여기서, 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])로부터 유도된 값이며, 예를 들어 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])의 값에서 1을 뺀 값으로 유도될 수 있다.
한편, 상기 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])는 기결정된 범위 내의 값(예를 들어, 0 내지 7)을 가진다. 만일, 상기 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[0])의 값이 기결정된 범위 내의 값 중 최대값에 해당하는 경우에는, 최하위 레이어의 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)와 무관하게 최하위 레이어의 대응 픽쳐는 (i+1)번째 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 비디오 시퀀스 내에서 최하위 레이어를 제외한 나머지 레이어 각각에 대한 차분 시간레벨 지시자(delta_max_tid_il_ref_pics_plus1[i])를 획득할 수 있다(S710).
여기서, 차분 시간레벨 지시자는 i번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])와 (i-1)번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i-1])의 차분값을 의미할 수 있다.
이 경우, i번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])는 상기 획득된 차분 시간레벨 지시자(delta_max_tid_il_ref_pics_plus1[i])와 (i-1)번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i-1])의 합으로 유도될 수 있다.
그리고, 도 6에서 살펴본 바와 같이, 유도된 i번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])의 값이 0이면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어의 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다.
반면, 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])의 값이 0보다 크면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐인 동시에 최대 시간레벨 식별자보다 큰 값의 시간레벨 식별자를 가진 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다. 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])의 값이 0보다 크고, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐가 최대 시간레벨 식별자보다 작은 값의 시간레벨 식별자를 가진 경우에 한하여 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 여기서, 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자로부터 유도된 값이며, 예를 들어 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자의 값에서 1을 뺀 값으로 유도될 수 있다.
한편, 유도된 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])는 기결정된 범위 내의 값(예를 들어, 0 내지 7)을 가진다. 유도된 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])의 값이 기결정된 범위 내의 값 중 최대값에 해당하는 경우에는, i번째 레이어의 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)와 무관하게 i번째 레이어의 대응 픽쳐는 (i+1)번째 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용될 수 있다.
S710 단계에서 추출된 차분 시간레벨 지시자는 기결정된 범위 내의 값을 가질 수 있다. 구체적으로, i번째 레이어와 (i-1)번째 레이어의 프레임 레이트(frame rate)차이가 큰 경우는 i번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자와 (i-1)번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자의 차이가 큰 경우는 거의 발생하지 않기 때문에, 양자의 최대 시간레벨 식별자 간의 차분값을 0 내지 7 사이의 값으로 설정하지 아니할 수 있다. 예를 들어, i번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자와 (i-1)번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자 간의 차분값을 0 내지3 사이의 범위로 설정해서 부호화 할 수 있다. 이 경우, 상기 차분 시간레벨 지시자는 0 내지3 사이의 범위 내의 값을 가질 수 있다.
또는, (i-1)번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자가 기결정된 범위 내의 값 중 최대값을 가지는 경우, i번째 레이어에 대한 차분 시간레벨 지시자의 값을0으로 설정할 수도 있다. 이는 상위 레이어에서는 그 하위 레이어보다 시간레벨 식별자의 값이 크거나 같은 경우만 허용되므로, i번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자가(i-1)번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자보다 작은 경우가 발생하기 어렵기 때문이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 디폴트 시간레벨 플래그에 기초하여 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
i번째 레이어와 (i-1)번째 레이어의 프레임 레이트(frame rate)차이가 큰 경우는 i번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자와와 (i-1)번째 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자의 차이가 큰 경우는 거의 발생하지 않기 때문에, 모든 레이어의 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1)의값이 동일한 경우가 발생할 확률이 높다. 따라서, 전체 레이어의 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1)의 값이 동일한지 여부를 나타내는 플래그를 사용하여 각 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자를 효율적으로 부호화할 수 있다.
도 8을 참조하면, 비디오 시퀀스에 대한 디폴트 시간레벨 플래그(isSame_max_tid_il_ref_pics_flag)를 획득할 수 있다(S800).
여기서, 디폴트 시간레벨 플래그는 비디오 시퀀스 내의 모든 레이어의 최대 시간레벨 지시자(또는, 최대 시간레벨 식별자)가 동일한지 여부를 나타내는 정보를 의미할 수 있다.
S800 단계에서 획득된 디폴트 시간레벨 플래그가 비디오 시퀀스 내의 모든 레이어의 최대 시간레벨 지시자가 동일함을 나타내는 경우, 디폴트 최대 시간레벨 지시자(default_max_tid_il_ref_pics_plus1)를 획득할 수 있다(S810).
여기서, 디폴트 최대 시간레벨 지시자는 모든 레이어에 공통적으로 적용되는 최대 시간레벨 지시자를 의미한다. 각 레이어의 최대 시간레벨 식별자는 상기 디폴트 최대 시간레벨 지시자로부터 유도될 수 있고, 예를 들어 상기 디폴트 최대 시간레벨 지시자의 값에서 1을 뺀 값으로 유도될 수 있다.
또는, 상기 디폴트 최대 시간레벨 지시자는 기-정의된 값으로 유도될 수도 있다. 이는 비디오 시퀀스 내의 모든 레이어의 최대 시간레벨 지시자가 동일한 경우와 같이, 레이어 별로 최대 시간레벨 지시자를 시그날링하지 아니하는 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기-정의된 값은 최대 시간레벨 지시자가 속하는 기-결정된 범위 내에서 최대값을 의미할 수 있다. 상기 최대 시간레벨 지시자의 값에 대한 기-결정된 범위가 0 내지 7인 경우, 상기 디폴트 최대 시간레벨 지시자의 값은 7로 유도될 수 있다.
반면, S800 단계에서 획득된 디폴트 시간레벨 플래그가 비디오 시퀀스 내의 모든 레이어의 최대 시간레벨 지시자가 동일하지 아니함을 나타내는 경우, 비디오 시퀀스 내의 각 레이어 별로 최대 시간레벨 지시자를 획득할 수 있다(S820).
구체적으로, 최대 시간레벨 지시자는 하나의 비디오 시퀀스에 허용되는 최대 레이어의 개수만큼 획득될 수 있다. 최대 시간레벨 지시자는 비트스트림의 비디오 파라미터 세트로부터 획득될 수 있다.
상기 획득된 최대 시간레벨 지시자의 값이 0인 경우, 이는 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상위 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니함을 의미할 수 있다. 여기서, 하위 레이어의 대응 픽쳐는 랜덤 엑세스 픽쳐가 아닌 픽쳐(non-Random Access Picture)일 수 있다.
예를 들어, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0이면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어의 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다.
반면, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 큰 경우, 이는 최대 시간레벨 식별자보다 큰 시간레벨 식별자를 가진 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상위 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니함을 의미할 수 있다.
예를 들어, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 크면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐인 동시에 최대 시간레벨 식별자보다 큰 값의 시간레벨 식별자를 가진 픽쳐는 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다. 즉, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 크고, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐가 최대 시간레벨 식별자보다 작은 값의 시간레벨 식별자를 가진 경우에 한하여 (i+1)번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 여기서, 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자로부터 유도된 값이며, 예를 들어 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자의 값에서 1을 뺀 값으로 유도될 수 있다.
한편, S820 단계에서 획득된 최대 시간레벨 지시자는 기결정된 범위 내의 값(예를 들어, 0 내지 7)을 가진다. 만일, S820 단계에서 획득된 최대 시간레벨 지시자의 값이 기결정된 범위 내의 값 중 최대값에 해당하는 경우에는, 하위 레이어의 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)와 무관하게 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상위 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 하위 레이어의 시간레벨 식별자에 기초하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 결정에 따라 상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 상기 현재 픽쳐 내의 현재 블록에 대해서 레이어 간 예측을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 최대 시간레벨 식별자와 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자를 비교하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 최대 시간레벨 식별자는 상기 상위 레이어의 레이어간 예측이 허용되는 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 큰 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니하고,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하는 단계는,
    상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자를 기-정의된 값으로 유도하는 단계;
    및
    상기 최대 시간레벨 지시자로부터 상기 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 단계를 포함하되,
    상기 최대 시간레벨 지시자는 상기 최대 시간레벨 식별자에 1을 더한 값이고,
    상기 기-정의된 값은 상기 최대 시간레벨 지시자가 속하는 기-결정된 범위 내에서 최대값인 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 방법.
  5. 하위 레이어의 시간레벨 식별자에 기초하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하고, 상기 결정에 따라 상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성하며, 상기 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 상기 현재 픽쳐 내의 현재 블록에 대해서 레이어 간 예측을 수행하는 인터 예측부를 포함하되,
    상기 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인터 예측부는,
    상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하고, 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자와 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자를 비교하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하되,
    상기 최대 시간레벨 식별자는 상기 상위 레이어의 레이어간 예측이 허용되는 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 큰 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니하고,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 인터 예측부는,
    상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자를 기-정의된 값으로 유도하되,
    상기 최대 시간레벨 식별자는 상기 최대 시간레벨 지시자로부터 유도되고,
    상기 최대 시간레벨 지시자는 상기 최대 시간레벨 식별자에 1을 더한 값이고,
    상기 기-정의된 값은 상기 최대 시간레벨 지시자가 속하는 기-결정된 범위 내에서 최대값인 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 디코딩 장치.
  9. 하위 레이어의 시간레벨 식별자에 기초하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 결정에 따라 상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 상기 현재 픽쳐 내의 현재 블록에 대해서 레이어 간 예측을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 최대 시간레벨 식별자와 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자를 비교하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 최대 시간레벨 식별자는 상기 상위 레이어의 레이어간 예측이 허용되는 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 큰 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니하고,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하는 단계는,
    상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 지시자를 기-정의된 값으로 유도하는 단계;
    및
    상기 최대 시간레벨 지시자로부터 상기 최대 시간레벨 식별자를 유도하는 단계를 포함하되,
    상기 최대 시간레벨 지시자는 상기 최대 시간레벨 식별자에 1을 더한 값이고,
    상기 기-정의된 값은 상기 최대 시간레벨 지시자가 속하는 기-결정된 범위 내에서 최대값인 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 인코딩 방법.
  13. 하위 레이어의 시간레벨 식별자에 기초하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상위 레이어의 현재 픽쳐에 대한 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하고, 상기 결정에 따라 상기 현재 픽쳐의 참조 픽쳐 리스트를 생성하며, 상기 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 상기 현재 픽쳐 내의 현재 블록에 대해서 레이어 간 예측을 수행하는 인터 예측부를 포함하되,
    상기 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 인코딩 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 인터 예측부는,
    상기 하위 레이어에 대한 최대 시간레벨 식별자를 획득하고, 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자와 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자를 비교하여 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐가 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 결정하되,
    상기 최대 시간레벨 식별자는 상기 상위 레이어의 레이어간 예측이 허용되는 상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 의미하는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 인코딩 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 큰 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되지 아니하고,
    상기 하위 레이어의 시간레벨 식별자가 상기 획득된 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 경우, 상기 하위 레이어의 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용되는 것을 특징으로 하는 스케일러블 비디오 신호 인코딩 장치.
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