KR20150035667A

KR20150035667A - 랜덤 액세스를 위한 비디오 부호화 방법 및 장치, 비디오 복호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20150035667A
Application number: KR20130116914A
Authority: KR
Inventors: 최병두; 박정훈; 이태미
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-07
Also published as: WO2014051410A1; CN104838649A; US20150288975A1

Abstract

랜덤 액세스를 위한 픽처들의 하이 레벨 신택스가 개시된다. 비디오 복호화 방법은 NAL 단위로부터 RAP 픽처의 유형 정보를 획득한다. RAP 픽처의 유형 정보는 리딩 픽처의 존재 여부 및 RADL 픽처의 존재 여부에 기초하여 분류될 수 있다. RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여 리딩 픽처의 복호화 가능 여부를 결정하고, 상RAP 픽처 및 복호화 가능한 리딩 픽처를 복호화한다.

Description

랜덤 액세스를 위한 비디오 부호화 방법 및 장치, 비디오 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for encoding video for random access, and method and apparatus for decoding video for random access}

본 발명은 랜덤 액세스를 위한 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 구체적으로는 랜덤 액세스를 위한 픽처들의 하이 레벨 신택스(High level syntax)에 관한 것이다.

고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.

주파수 변환을 이용하여 공간 영역의 영상 데이터는 주파수 영역의 계수들로 변환된다. 비디오 코덱은, 주파수 변환의 빠른 연산을 위해 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 블록마다 DCT 변환을 수행하여, 블록 단위의 주파수 계수들을 부호화한다. 공간 영역의 영상 데이터에 비해 주파수 영역의 계수들이, 압축하기 쉬운 형태를 가진다. 특히 비디오 코덱의 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 공간 영역의 영상 화소값은 예측 오차로 표현되므로, 예측 오차에 대해 주파수 변환이 수행되면 많은 데이터가 0으로 변환될 수 있다. 비디오 코덱은 연속적으로 반복적으로 발생하는 데이터를 작은 크기의 데이터로 치환함으로써, 데이터량을 절감하고 있다.

비디오 코덱에서는 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 매크로블록을 예측 부호화하고 부호화된 영상 데이터를 각 비디오 코덱에서 규정된 소정 포맷에 따라 비트스트림을 생성하여 출력한다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 랜덤 액세스에 이용되는 RAP(Random Access Point) 픽처의 유형을 세분화하고, 비디오 복호화 장치에서 RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여 복호화 과정을 준비하고 불필요한 픽처들의 복호화 과정을 스킵할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은 랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처의 부호화 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 획득하는 단계; 복호화 순서상 상기 RAP 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 분류된 상기 RAP 픽처의 유형 정보를 상기 NAL 단위의 헤더로부터 획득하는 단계; 상기 획득된 RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여, 상기 RAP 픽처에 대한 상기 리딩 픽처의 존재 여부 및 상기 RADL 픽처의 존재 여부를 결정하는 단계; 및 상기 결정 결과에 기초하여 상기 RAP 픽처의 리딩 픽처의 복호화 가능 여부를 결정하고, 상기 RAP 픽처 및 상기 RAP 픽처의 복호화 가능한 리딩 픽처를 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는 랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처의 부호화 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 획득하고, 복호화 순서상 상기 RAP 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 분류된 상기 RAP 픽처의 유형 정보를 상기 NAL 단위의 헤더로부터 획득하는 수신부; 및 상기 획득된 RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여, 상기 RAP 픽처에 대한 상기 리딩 픽처의 존재 여부 및 상기 RADL 픽처의 존재 여부를 결정하고, 상기 결정 결과에 기초하여 상기 RAP 픽처의 리딩 픽처의 복호화 가능 여부를 결정하고, 상기 RAP 픽처 및 상기 RAP 픽처의 복호화 가능한 리딩 픽처를 복호화하는 영상 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은 영상 시퀀스를 구성하는 픽처들을 인터 예측 및 인트라 예측을 통해 부호화하는 단계; 및 복호화기의 복호화 순서상 랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 상기 RAP 픽처를 분류하고, 상기 RAP 픽처의 부호화 정보 및 상기 분류된 RAP 픽처의 유형 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는 영상 시퀀스를 구성하는 픽처들을 인터 예측 및 인트라 예측을 통해 부호화하는 영상 부호화부; 및 복호화기의 복호화 순서상 랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 상기 RAP 픽처를 분류하고, 상기 RAP 픽처의 부호화 정보 및 상기 분류된 RAP 픽처의 유형 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 생성하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 복호화측에서 NAL 단위에 포함된 RAP 픽처의 유형 정보를 미리 식별하고, RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여 복호화 과정을 준비하고 불필요한 픽처들의 복호화 과정을 스킵할 수 있다.

도 1 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 과정 및 복호화 과정을 계층적으로 분류한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 NAL 단위 헤더의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 플로우 차트이다.
도 18은 일 실시예에 따른 리딩 픽처를 설명하기 위한 참조도이다.
도 19a 및 도 19b는 일 실시예에 따른 IDR 픽처를 설명하기 위한 참조도이다.
도 20은 RASL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RASL)를 나타낸다.
도 21은 BLA 픽처에 대한 RASL 픽처 및 RADL 픽처의 일 예를 나타낸다.
도 22는 일 실시예에 따른 계층적인 시간적 예측 구조를 나타낸다.
도 23a는 일 실시예에 따른 TSA 픽처를 나타낸 도면이다.
도 23b는 일 실시예에 따른 STSA 픽처를 나타낸 도면이다.
도 24는 일 실시예에 따른 RAP 픽처의 유형 정보의 일 예이다.
도 25는 일 실시예에 따른 TSA 픽처 및 STSA 픽처의 유형 정보의 일 예이다.
도 26은 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 27은 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 플로우 차트이다.

이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 비디오 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 또한, 도 14 내지 도 27을 참조하여, 랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처에 대한 부호화 정보를 포함하는 NAL 단위 비트스트림을 생성하는 방법 및 장치와, RAP 픽처에 대한 부호화 정보를 포함하는 NAL 단위 비트스트림에 기초하여 비디오를 복호화하는 방법 및 장치에 대하여 설명한다. 이하, '영상'은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.

도 1 은 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 3 내지 13을 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. 출력부(130)는, 도 1 내지 6을 참조하여 전술한 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 단일방향예측 정보, 제4 슬라이스타입을 포함하는 슬라이스 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 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 1 및 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 3 은 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 9에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.

해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.

비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.

비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)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 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.

비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 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 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 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 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 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 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.

파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.

예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.

또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 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 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.

심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.

심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.

파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 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 10, 11 및 12는 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 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.

최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.

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 13을 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 1 내지 13을 참조하여 상술한 트리 구조의 부호화 단위들을 포함하는 최대부호화단위는, 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.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 비디오 복호화 장치(200)는 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 부호화 단위로 최대 부호화 단위를 분할하여 부호화 및 복호화를 수행한다. 비디오 부호화 장치(100)에서 부호화된 데이터는 통신 채널이나 저장 미디어, 비디오 편집 시스템, 미디어 프레임 워크(media framework) 등이 갖는 프로토콜(protocol)이나 포맷에 적합한 전송 데이터 단위를 이용하여 다중화되며, 전송 데이터 단위는 비디오 복호화 장치(200)로 전송된다. 일 실시예에 따르면 전송 데이터 단위로서 NAL(Network Adaptation Layter) 단위가 이용된다.

이하, 도 14 내지 도 27을 참조하여, 랜덤 액세스를 위해서 RAP(Random Access Point) 픽처에 대한 부호화 정보를 포함하는 NAL 단위 비트스트림을 생성하는 방법 및 장치와, RAP 픽처에 대한 부호화 정보를 포함하는 NAL 단위 비트스트림에 기초하여 비디오를 복호화하는 방법 및 장치에 대하여 설명한다. 복호화 순서와 부호화 순서는 각각 복호화 측 및 부호화 측을 기준으로 픽처의 처리 순서를 의미하는 것으로 픽처의 부호화 순서는 복호화 순서와 동일하다. 따라서, 이하 본 발명을 설명함에 있어서 부호화 순서는 복호화 순서를 의미할 수 있으며, 또한 복호화 순서 역시 부호화 순서를 의미할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 과정 및 복호화 과정을 계층적으로 분류한 도면이다.

도 14를 참조하면, 비디오 부호화/복호화 과정은 비디오 부호화 처리 그 자체를 다루는 비디오 부호화 계층(Video Coding Layer, 이하 'VCL'이라 함)(1410)에서의 부호화/복호화 과정과, 부호화된 영상 데이터를 전송하고 저장하는 하위 시스템(1430)과 비디오 부호화 계층(1410) 사이에서 부호화된 영상 데이터 및 파라메터 세트 등의 부가 정보를 소정 포맷에 따른 비트스트림으로 생성하거나 수신하는 네트워크 추상 계층(Network Abstraction Layer)(1420)에서의 부호화/복호화 과정으로 분류할 수 있다. 비디오 부호화 계층(1410)의 부호화된 영상에 관한 부호화 데이터(1411)는 VCL NAL 단위(1421)로 매핑되며, 부호화 데이터(1411)의 복호화를 위한 파라메터 세트 부가 정보(1412)는 Non-VCL NAL 단위(1422)로 매핑된다. VCL NAL 단위(1421)과 Non-VCL NAL 단위(1422)는 비트스트림(1431)으로 지칭될 수 있다. VCL NAL 단위(1421)의 헤더와 Non-VCL NAL 단위(1422)의 헤더에는 해당 NAL 단위가 어떤 정보를 포함하고 있는지에 대한 정보가 포함될 수 있다. 특히, 후술되는 바와 같이, 일 실시예에 따른 VLC NAL 단위(1421)의 헤더에는 NAL 단위에 포함된 픽처의 유형을 나타내는 정보가 포함될 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따른 NAL 단위 헤더의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 15를 참조하면, NAL 단위 헤더는 총 2바이트의 길이를 갖는다. NAL 단위 헤더는 NAL 단위의 식별을 위한 비트로써 0의 값을 갖는 forbidden_zero_bit, NAL 단위의 유형을 나타내는 식별자(nal unit type), 장래 사용을 위해 예약된 영역(reserved_zero_6bits) 및 시간적 식별자(termporal_id)를 포함한다. 식별자(nal unit type) 및 장래 사용을 위해 예약된 영역(reserved_zero_6bits) 각각 6비트로 구성되며, 시간적 식별자(temporal_id)는 3비트로 구성될 수 있다.

도 16은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 17은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 플로우 차트이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1600)는 영상 부호화부(1610) 및 출력부(1620)를 포함한다.

영상 부호화부(1610)는 비디오 부호화 계층(Video Coding Layer)에 해당한다. 출력부(1620)는 부호화된 비디오 데이터 및 부가 정보를 NAL 단위에 부가하여 출력하는 네트워크 추상 계층(Network Abstraction Layer)에 해당한다.

구체적으로, 단계 1710에서 영상 부호화부(1610)는 전술한 도 4의 영상 부호화부(400)와 같이 트리구조에 따른 부호화 단위들을 이용하여 비디오 시퀀스를 구성하는 각 픽처에 대한 예측 부호화를 수행한다. 영상 부호화부(1610)는 픽처들을 인터 예측 및 인트라 예측을 통해 부호화하여, 레지듀얼 데이터, 움직임 벡터 및 예측 모드에 관한 정보를 출력한다.

출력부(1620)는 부호화된 비디오 데이터 및 부가 정보를 포함하는 NAL 단위를 생성하여 출력한다. 특히, 단계 1720에서 출력부(1620)는 복호화기의 복호화 순서상 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 RAP 픽처를 분류하고, RAP 픽처의 부호화 정보 및 분류된 RAP 픽처의 유형 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL 단위를 생성한다.

일반적으로, 비디오 복호화 장치는 비디오 데이터를 재생하는 경우 트릭 플레이 방식, 노멀 플레이 방식 중 하나에 따라 비디오 데이터를 복원하여 재생할 수 있다. 트릭 플레이 방식은 패스트 포워드(fast forward) 방식, 패스트 백워드 방식(fast backward) 방식 및 랜덤 액세스(random access) 방식을 포함한다. 노멀 플레이 방식은 비디오 데이터에 포함된 모든 픽처를 순차적으로 재생하는 방식이다. 패스트 포워드 또는 패스트 백워드 방식은 재생 속도에 따라 순행 또는 역행하며 소정 주기마다의 RAP 픽처를 선택하여 재생하는 방식이다. 랜덤 액세스 방식은 소정 위치의 RAP 픽처로 건너뛰어 재생하는 방식이다. H.264/AVC 규격에 따르면, 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처로서 IDR(Instantaneous Decoder Refresh) 픽처만을 이용한다. IDR 픽처는 복호화되는 순간 복호화 장치의 버퍼가 리프레쉬되는 인트라 픽처이다. 구체적으로, IDR 픽처가 복호화되는 순간 DPB(Decoded Picture Buffer)는 IDR 픽처를 제외한 이전에 복호화된 픽처를 더 이상 참조되지 않는 픽처로 마킹하며, POC(Picture Order Count) 역시 초기화된다. 또한, IDR 픽처 이후에 복호화되는 픽처는 IDR 픽처보다 출력 순서상 항상 뒤에 있으며, IDR 픽처 이전의 픽처를 참조하지 않고 복호화된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 IDR 픽처 이외에 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처로서 CRA(Clean Random Access) 픽처 및 BLA(Broken Link Access) 픽처를이용한다. 또한, 시간적 스케일러빌러티를 지원하기 위해서 TSA(Temporal Sublayer Access) 픽처, STSA(Stepwise Temporal Sublayer Access) 픽처가 이용된다. IDR 픽처, CRA 픽처, BLA 픽처, TSA 픽처 및 STSA 픽처에 대해서는 후술한다.

이와 같이, 랜덤 액세스를 위하여 IDR 픽처 이외에 다양한 RAP 픽처를 이용하는 이유는, IDR 픽처는 closed GOP(Group Of Pictures)로 알려진 코딩 구조에 한정되어 있어서 예측 효율이 떨어지기 때문이다. 전술한 바와 같이, IDR 픽처 이후에 복호화되는 픽처는 IDR 픽처 이전의 픽처를 참조할 수 없다. 이와 같이, IDR 픽처 이전의 픽처를 참조할 수 없는 코딩 구조를 closed GOP라 지칭한다. 예측 효율을 향상시키기 위하여, RAP 픽처 이후에 이후에 복호화되지만 출력 순서(디스플레이 순서)상 RAP 픽처 이후에 출력되는 픽처인 리딩 픽처에 대해서 참조 픽처를 제한하지 않고 RAP 픽처 이전에 복호화된 픽처를 참조하는 것을 허용할 수 있다. 이와 같이, RAP 픽처 이전에 복호화된 픽처를 참조 픽처로서 허용하는 코딩 구조를 open GOP로 지칭한다. 참조 픽처가 제한되는 IDR 픽처를 이용하는 경우에 비하여 open GOP를 이용하는 새로운 유형의 RAP 픽처를 정의함으로써 예측 효율을 향상시킬 수 있다.

비디오 복호화 장치에서 현재 NAL 단위에 포함된 픽처가 어떤 유형의 정보인지를 식별하도록 하기 위하여, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1600)는 NAL 단위 헤더에 현재 NAL 단위가 어떤 유형의 픽처에 대한 정보를 포함하고 있는지 여부를 나타내는 유형 정보를 포함할 수 있다. 특히, 비디오 부호화 장치(1600)는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처들인 IDR 픽처, BLA 픽처 및 CRA 픽처를 분류하고, 분류된 RAP 픽처의 유형 정보를 NAL 단위 헤더에 부가한다.

이하, 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처들인 IDR 픽처, BLA 픽처 및 CRA 픽처 및 이러한 RAP 픽처를 분류하는 방식에 대하여 설명한다.

도 18은 일 실시예에 따른 리딩 픽처를 설명하기 위한 참조도이다.

리딩 픽처는 복호화 순서상 RAP 픽처 이후에 복호화되지만, 출력 순서상 RAP 픽처 이전에 출력되는 픽처를 의미한다. 복호화 순서 및 출력 순서상 RAP 픽처 이후에 복호화되어 출력되는 픽처는 일반 픽처(normal picture) 또는 트레일링(trailing picture)로 정의된다.

도 18을 참조하면, B0 내지 B6 픽처(1810)는 복호화 순서상 RAP 픽처(1801) 이후에 복호화되지만 출력 순서상 RAP 픽처(1801)를 앞서는 리딩 픽처들이다. 도 18에서, 화살표 방향을 참조 방향이라고 가정한다. 예를 들어, B6 픽처(1803)는 B5 픽처(1802) 및 RAP 픽처(1801)를 참조 픽처로서 이용한다. 리딩 픽처는 다시 RAP 픽처(1801)에서부터 랜덤 액세스가 시작된 경우, 복호화 가능 여부에 따라서 RADL(Random Access Decodable Leading) 픽처 및 RASL (Random Access Skipped Leading) 픽처로 분류된다. 도 18에서, B0 내지 B2 픽처(1820)는 RAP 픽처(1801) 이전에 수신되어 복호화되는 P 픽처(1804)에 기초하여 예측될 수 있기 때문에 RAP 픽처(1801)로부터 랜덤 액세스가 시작되는 경우 정상적으로 복호화될 수 없는 픽처들이다. B0 내지 B2 픽처(1820)와 같이, RAP 픽처(1801)로부터 랜덤 액세스가 시작되는 경우 정상적으로 복호화될 수 없는 리딩 픽처를 RASL 픽처라고 정의한다. 반면에, B3 픽처 내지 B6 픽처(1830)는 RAP 픽처(1801) 이후에 복호화된 픽처들만을 참조 픽처로서 이용하기 때문에, RAP 픽처(1801)로부터 랜덤 액세스가 시작되는 경우에도 정상적으로 복호화될 수 있는 픽처들이다. B3 픽처 내지 B6 픽처(1830)와 같이, RAP 픽처(1801)로부터 랜덤 액세스가 시작되는 경우 정상적으로 복호화될 수 있는 픽처를 RADL 픽처라고 정의한다.

도 19a 및 도 19b는 일 실시예에 따른 IDR 픽처를 설명하기 위한 참조도이다.

전술한 바와 같이, IDR 픽처는 복호화되는 순간 DPB(Decoded Picture Buffer) 및 POC를 초기화하며, IDR 픽처 이후에 복호화되는 픽처는 IDR 픽처보다 출력 순서상 항상 뒤에 있으며, IDR 픽처 이전의 픽처를 참조하지 않고 복호화된다. 다만, IDR 픽처는 리딩 픽처들에 대해서 IDR 픽처 이전에 복호화된 픽처를 참조 픽처로서 이용하는 것을 제한하는 closed GOP 구조를 따른다. 따라서, IDR 픽처는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 RADL 픽처의 존재 여부에 기초하여 2가지 유형의 IDR 픽처로 분류할 수 있다. 구체적으로, IDR 픽처는 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 IDR 픽처(IDR_N_LP)와, ii) 복호화 가능한 리딩 픽처인 RADL 픽처를 갖는 IDR 픽처(IDR_W_LP)의 두 가지 유형으로 분류될 수 있다.

도 19a는 복호화 가능한 리딩 픽처인 RADL 픽처를 갖는 IDR 픽처(IDR_W_LP)를 나타낸다. 도 19a를 참조하면, B0 내지 B6 픽처(1915)는 모두 IDR 픽처보다 출력 순서상 앞서지만 복호화 순서상 IDR 픽처 이후에 복호화되는 리딩 픽처들이다. IDR 픽처 이후에 복호화되는 픽처들은 IDR 픽처 이전에 복호화된 픽처를 참조 픽처로서 이용할 수 없으므로, IDR 픽처의 리딩 픽처들은 모두 랜덤 액세스 시점에서 복호화 가능한 RADL 픽처들에 해당한다.

도 19b는 리딩 픽처를 갖지 않는 IDR 픽처(IDR_N_LP)를 나타낸다. 도 19b를 참조하면, 전술한 도 19a와 다르게 B0 내지 B6 픽처(1925)는 모두 IDR 픽처 이전에 복호화된 픽처만을 참조하며, IDR 픽처는 리딩 픽처를 갖지 않는다. 이와 같이, IDR 픽처는 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 IDR 픽처(IDR_N_LP)와, ii) 복호화 가능한 리딩 픽처인 RADL 픽처를 갖는 IDR 픽처(IDR_W_LP)의 두 가지 유형으로 분류될 수 있다.

CRA 픽처는 I 픽처로서, IDR 픽처와 유사하게 복호화되는 순간 DPB를 초기화하며, CRA 픽처보다 복호화 순서 및 출력 순서 모두 CRA 영상을 뒤따르는 노말 픽처들은 CRA 픽처 이전의 픽처를 참조할 수 없다. 다만, IDR 픽처의 경우 리딩 픽처들이 IDR 픽처 이전에 복호화된 픽처를 참조 픽처로서 이용하는 것을 제한하는 closed GOP 구조를 따르는 반면에, CRA 픽처의 경우 리딩 픽처가 CRA 픽처보다 이전에 복호화된 픽처를 참조 픽처로서 이용하는 것을 허용한다. 즉, CRA 픽처의 경우, 복호화 순서상 CRA 픽처를 뒤따르지만 출력 순서상 CRA 픽처를 앞서는 픽처인 리딩 픽처 중에서 CRA 픽처 이전에 복호화되는 픽처를 참조하는 픽처가 존재할 수 있다. CRA 픽처부터 랜덤 액세스가 시작되는 경우, 일부 리딩 픽처들은 랜덤 액세스 시점에 이용가능하지 않은 참조 픽처를 이용하기 때문에 복호화될 수 없을 수도 있다.

따라서, CRA 픽처는 크게 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 CRA 픽처(CRA_N_LP), ii) RADL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RADL), iii) RASL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RASL)로 분류될 수 있다. 이와 같이, CRA 픽처를 분류하는 이유는 CRA 픽처가 RASL 픽처를 갖는 경우, 랜덤 액세스시에 RASL 픽처를 복호화하지 않고 폐기(discard)할 수 있도록 하기 위한 것이다. 복호화 장치는 CRA 픽처의 복호화 시점에서 복호화할 필요가 없는 RASL 픽처의 존재 여부를 미리 결정하고, RASL 픽처를 포함하는 NAL 단위 비트스트림을 수신하는 경우 해당 RASL 픽처에 대한 불필요한 복호화 과정을 스킵할 수 있다.

도 20은 RASL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RASL)를 나타낸다.

도 20을 참조하면, 랜덤 액세스시에 CRA 픽처(2010)로부터 복호화되므로, CRA 픽처(2010)보다 복호화 순서상 앞서는 P 픽처(2001)는 복호화되지 않는다. 따라서, P 픽처(2001)를 참조 픽처로 이용하거나, P 픽처를 참조 픽처로 이용하는 픽처를 참조 픽처로 이용하는 픽처들, 예를 들어 B0 내지 B6 픽처들(2020)는 모두 랜덤 액세스시에 복호화될 수 없는 RASL 픽처들이다.

도 20의 예에 한정되지 않고, CRA 픽처의 리딩 픽처 전부가 아니라 일부 리딩 픽처가 RASL 픽처인 경우에도, 이러한 CRA 픽처는 RASL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RASL)로 분류된다. 또한, 전술한 도 19a의 RADL 픽처를 갖는 IDR 픽처(IDR_W_RADL)와 유사하게, CRA 픽처의 리딩 픽처가 모두 RADL 픽처인 경우 이러한 CRA 픽처는 리딩 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RADL)로 분류된다. 또한, 도 19b의 리딩 픽처를 갖지 않는 IDR 픽처(IDR_N_LP)와 유사하게, CRA 픽처의 리딩 픽처가 존재하지 않는 경우, 이러한 CRA 픽처는 리딩 픽처를 갖지 않는 CRA 픽처(CRA_N_LP)로 분류된다.

한편, 비트스트림 슬라이싱(slicing)에 의하여 서로 다른 비트스트림이 연결되는 지점을 브로큰 링크(broken link)로 지칭한다. 이러한 비트스트림 슬라이싱에 의하여 새로운 비트스트림이 시작되는 지점의 픽처를 BLA 픽처로 정의하며, BLA 픽처는 슬라이싱 동작에 의하여 생성되는 것이라는 점을 제외하고 CRA 픽처와 동일하다. 슬라이싱 동작에 의하여 CRA 픽처는 BLA 픽처로 변경될 수 있다.

BLA 픽처 역시 I 픽처로서, IDR 픽처와 유사하게 복호화되는 순간 DPB를 초기화하며, BLA 픽처보다 복호화 순서 및 출력 순서 모두 CRA 영상을 뒤따르는 노말 픽처들은 BLA 픽처 이전의 픽처를 참조할 수 없다. 또한, BLA 픽처의 경우 리딩 픽처가 BLA 픽처보다 이전에 복호화된 픽처를 참조 픽처로서 이용하는 것을 허용한다. 즉, BLA 픽처의 경우, 복호화 순서상 BLA 픽처를 뒤따르지만 출력 순서상 CRA 픽처를 앞서는 픽처인 리딩 픽처 중에서 BLA 픽처 이전에 복호화되는 픽처를 참조하는 픽처가 존재할 수 있다. BLA 픽처부터 랜덤 액세스가 시작되는 경우, 일부 리딩 픽처들은 랜덤 액세스 시점에 이용가능하지 않은 참조 픽처를 이용하기 때문에 복호화될 수 없을 수도 있다.

따라서, BLA 픽처는 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 BLA 픽처(BLA_N_LP), ii) RADL 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RADL), iii) RASL 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RASL)로 분류될 수 있다. 이와 같이, BLA 픽처를 분류하는 이유는 BLA 픽처가 RASL 픽처를 갖는 경우, 랜덤 액세스시에 RASL 픽처를 복호화하지 않고 폐기(discard)할 수 있도록 하기 위한 것이다. 복호화 장치는 BLA 픽처의 복호화 시점에서 복호화할 필요가 없는 RASL 픽처의 존재 여부를 미리 결정하고, RASL 픽처를 포함하는 NAL 단위 비트스트림을 수신하는 경우 해당 RASL 픽처에 대한 불필요한 복호화 과정을 스킵할 수 있다.

도 21은 BLA 픽처에 대한 RASL 픽처 및 RADL 픽처의 일 예를 나타낸다. 도 21에서 B0 내지 B2 픽처(2110)는 BLA 픽처(2101)보다 복호화 순서상 앞서는 픽처를 참조하는 픽처이며, B3 내지 B6 픽처(2120)는 BLA 픽처(2101) 또는 BLA 픽처(2101) 이후에 복호화되는 픽처를 참조하는 픽처라고 가정한다. 랜덤 액세스시에 BLA 픽처(2101)부터 복호화되므로, B0 내지 B2 픽처(2110)가 참조하는 픽처는 이용가능하지 않다. 따라서, B0 내지 B2 픽처(2110)는 복호화될 수 없는 RASL 픽처에 해당된다. 또한, B3 내지 B6 픽처(2120)는 BLA 픽처(2101) 이후에 복호화되는 픽처만을 참조 픽처로 이용하기 때문에, 랜덤 액세스시에도 복호화가능한 RADL 픽처에 해당한다. 비디오 부호화 장치(1600)는 BLA 픽처의 리딩 픽처들 중 RASL 픽처가 존재하는 경우, 해당 BLA 픽처를 RASL 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RASL)로 분류한다.

또한, 전술한 도 19a의 RADL 픽처를 갖는 IDR 픽처(IDR_W_RADL)와 유사하게, BLA 픽처의 리딩 픽처가 모두 RADL 픽처인 경우 이러한 BLA 픽처는 리딩 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RADL)로 분류된다. 또한, 도 19b의 리딩 픽처를 갖지 않는 IDR 픽처(IDR_N_LP)와 유사하게, BLA 픽처의 리딩 픽처가 존재하지 않는 경우, 이러한 BLA 픽처는 리딩 픽처를 갖지 않는 BLA 픽처(BLA_N_LP)로 분류된다.

한편, 전술한 도 15의 NAL 헤더에는 시간적 스케일러빌러티(Temporal Scalability)를 지원하기 위해서, 시간적 식별자(termporal_id)가 포함된다. 시간적 식별자(termporal_id)는 계층적인 시간적 예측 구조(Hierachical temporal prediction structure)에서의 레벨을 나타낸다.

도 22는 일 실시예에 따른 계층적인 시간적 예측 구조를 나타낸다.

도 22를 참조하면, 계층적 시간적 예측 구조(50)에서 시간적 스케일러빌러티는 재생되는 시간 계층을 변화시킴으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 시간적 식별자(termporal_id)가 0인 레벨 0의 픽처들(51, 52, 53, 54)만이 재생되는 경우의 프레임률을 15Hz라고 하면, 시간적 식별자(termporal_id)가 1인 레벨 1의 픽처들(55, 56, 57)까지 재생되는 경우 프레임률은 30Hz가 되며, 시간적 식별자(termporal_id)가 2인 레벨 2의 픽처들(58 내지 63) 까지 재생되는 경우 프레임률은 60Hz가 된다. 이와 같이, 시간적 스케일러빌러티는 재생되는 픽처들의 시간 레벨을 조절함으로써 구현될 수 있다. 하위 시간적 레벨의 픽처들은 상위 시간적 레벨의 픽처들을 참조하지 않도록 제한된다. 왜냐하면, 하위 시간적 레벨의 픽처들만이 수신된 경우에도 낮은 프레임률로 재생을 가능하게 하기 위함이다. 예를 들어, 시간적 식별자(termporal_id)가 0인 픽처들만이 수신된 경우, 시간적 식별자(termporal_id)가 0인 픽처 중 상위 시간적 레벨의 픽처를 참조하는 픽처는 정상적으로 복호화될 수 없다. 따라서, 일부 픽처만이 수신된 경우에도 정상적인 재생이 가능하도록, 하위 시간적 레벨의 픽처들은 상위 시간적 레벨의 픽처들을 참조하지 않도록 제한되는 것이 바람직하다.

시간적 스케일러빌러티를 위해 프레임률이 변화되는 시간적 스위칭시에, 액세스되는 픽처로서 TSA 픽처 및 STSA 픽처가 있다.

도 23a는 일 실시예에 따른 TSA 픽처를 나타낸 도면이며, 도 23b는 일 실시예에 따른 STSA 픽처를 나타낸 도면이다.

TSA 픽처 및 TSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖으며 TSA 픽처 이후에 복호화되는 픽처들은, 복호화 순서상 TSA 픽처를 앞서며 TSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖는 다른 픽처를 참조할 수 없다. 이러한 조건을 만족하는 TSA 픽처의 존재는, 하위의 시간적 레벨에서 임의의 상위 시간적 레벨로 시간적 스위칭이 일어날 수 있음을 나타낸다. 도 23a를 참조하면, TSA 픽처(2310)는 복호화 순서상 TSA 픽처를 앞서며 TSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖는 다른 픽처들(2312)을 참조할 수 없다. 또한, TSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖으며 TSA 픽처 이후에 복호화되는 픽처들(2311)은 복호화 순서상 TSA 픽처를 앞서며 TSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖는 다른 픽처들(2312)를 참조할 수 없다.

STSA 픽처 및 STSA 픽처와 동일한 시간적 레벨을 가지며 STSA 픽처 이후에 복호화되는 픽처들은, 복호화 순서상 STSA 픽처를 앞서며 STSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖는 다른 픽처를 참조할 수 없다. STSA 픽처와 TSA 픽처를 비교하면, TSA 픽처의 경우 TSA 픽처보다 상위의 시간적 레벨을 가지며 TSA 픽처 이후에 복호화되는 픽처들은, 복호화 순서상 TSA 픽처를 앞서며 TSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖는 다른 픽처를 참조할 수 없는데 반하여, STSA 픽처의 경우 STSA 픽처보다 상위의 시간적 레벨을 가지며 STSA 픽처 이후에 복호화되는 픽처들은, 복호화 순서상 STSA 픽처를 앞서며 STSA 픽처와 동일한 시간적 레벨 또는 상위의 시간적 레벨을 갖는 다른 픽처를 참조할 수 있다는 차이점이 있다. 도 23b를 참조하면, 픽처(2321)은 STSA 픽처(2320)보다 상위의 시간적 레벨을 갖는 픽처로서, STSA 픽처(2320)보다 복호화 순서상 앞서며 STSA 픽처보다 상위의 시간적 레벨을 갖는 픽처(2322)를 참조할 수 있다. 이와 같은 STSA 픽처의 존재는, 하위의 시간적 레벨에서 한 단계 상위의 시간적 레벨로만 시간적 스위칭이 일어날 수 있음을 나타낸다. 다시 말해서, STSA 픽처가 존재하는 경우, 시간적 식별자(temporal_id)가 n(n은 정수)인 레벨 n으로부터의 상위의 시간적 계층으로의 시간적 스위칭은 시간적 식별자(temporal_id)가 (n+1)인 상위 레벨 (n+1)로만 수행될 수 있다. 상위 시간적 레벨에서 하위 시간적 레벨로의 시간적 스위칭은 제한없이 수행될 수 있다.

TSA 픽처는 다른 픽처의 참조 픽처로 이용되는지 여부에 따라서, i) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 TSA 픽처(TSA_R), ii) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 TSA 픽처(TSA_N)로 분류될 수 있다.

TSA 픽처는 하위 시간 계층의 픽처를 참조하는 픽처로서, 예측 구조에 따라서 복호화 가능하지 않은 경우가 발생할 수 있다. 따라서, TSA 픽처는 i) 복호화 가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 TSA 픽처(RASL_TSA_R), ii) 복호화가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 TSA 픽처(RASL_TSA_N)으로 분류될 수 있다.

유사하게, STSA 픽처는 다른 픽처의 참조 픽처로 이용되는지 여부에 따라서, i) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 STSA 픽처(STSA_R), ii) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 STSA 픽처(STSA_N)로 분류될 수 있다.

STSA 픽처는 하위 시간 계층의 픽처를 참조하는 픽처로서, 예측 구조에 따라서 복호화 가능하지 않은 경우가 발생할 수 있다. 따라서, STSA 픽처는 i) 복호화 가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 STSA 픽처(RASL_STSA_R), ii) 복호화가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 STSA 픽처(RASL_STSA_N)으로 분류될 수 있다.

도 24는 일 실시예에 따른 RAP 픽처의 유형 정보의 일 예이다.

전술한 바와 같이, 비디오 부호화 장치(1600)는 복호화기의 복호화 순서상 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 RAP 픽처보다 앞서는 리딩 픽처의 존재 여부 및 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처의 존재 여부에 기초하여 RAP 픽처를 분류하고, 분류된 RAP 픽처의 유형 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL 단위를 생성한다.

도 24를 참조하면, 비디오 부호화 장치(1600)는 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 IDR 픽처(IDR_N_LP)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 11의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, ii) 복호화 가능한 리딩 픽처인 RADL 픽처를 갖는 IDR 픽처(IDR_W_LP)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위 헤더에 10의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가할 수 있다.

비디오 부호화 장치(1600)는 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 CRA 픽처(CRA_N_LP)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 14의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, ii) RADL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RADL)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위 헤더에 13의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, iii) RASL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RASL)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위 헤더에 12의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가할 수 있다.

비디오 부호화 장치(1600)는 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 BLA 픽처(BLA_N_LP)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 9의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, ii) RADL 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RADL)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위 헤더에 8의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, iii) RASL 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RASL)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위 헤더에 7의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가할 수 있다.

전술한 RAP 픽처의 유형에 따른 nal_unit_type의 값은 도 24의 예에 한정되지 않고 변경될 수 있다.

도 25는 일 실시예에 따른 TSA 픽처 및 STSA 픽처의 유형 정보의 일 예이다.

비디오 부호화 장치(1600)는 i) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 TSA 픽처(TSA_R)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 17의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, ii) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 TSA 픽처(TSA_N)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 18의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(1600)는 i) 복호화 가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 TSA 픽처(RASL_TSA_R)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 21의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, ii) 복호화가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 TSA 픽처(RASL_TSA_N)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 22의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가할 수 있다.

비디오 부호화 장치(1600)는 i) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 STSA 픽처(STSA_R)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 19의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, ii) 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 STSA 픽처(STSA_N)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 20의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(1600)는 i) 복호화 가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되는 STSA 픽처(RASL_STSA_R)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 23의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가하고, ii) 복호화가능하지 않으면서 다른 픽처의 참조 픽처로서 이용되지 않는 STSA 픽처(RASL_STSA_N)에 대한 정보를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 24의 값을 갖는 nal_unit_type을 부가할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1600)는 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처들의 유형을 세분화함으로써, 복호화 장치에서 복호화 과정을 준비하고 입력되는 NAL 단위에 포함된 RAP 픽처의 유형 및 폐기가능한 NAL 단위의 존재를 미리 알 수 있도록 할 수 있다.

도 26은 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 27은 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 플로우 차트이다.

도 26 및 도 27을 참조하면, 비디오 복호화 장치(2600)는 수신부(2610) 및 영상 복호화부(2620)를 포함한다.

단계 2710에서, 수신부(2610)는 랜덤 액세스를 위한 RAP 픽처의 부호화 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL 단위를 획득하고, 단계 2720에서 수신부(2610)는 복호화 순서상 상기 RAP 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 RAP 픽처보다 앞서는 리딩 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처의 존재 여부에 기초하여 분류된 RAP 픽처의 유형 정보(nal_unit_type)를 NAL 단위의 헤더로부터 획득한다.

단계 2730에서, 수신부(2610)는 NAL 단위 헤더에 포함된 현재 NAL 단위에 포함된 픽처가 IDR 픽처인 경우 nal_unit_type에 기초하여, i) 리딩 픽처를 갖지 않는 IDR 픽처(IDR_N_LP), ii) 복호화 가능한 리딩 픽처인 RADL 픽처를 갖는 IDR 픽처(IDR_W_LP)인지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 수신부(2610)는 현재 NAL 단위에 포함된 픽처가 CRA 픽처인 경우 nal_unit_type에 기초하여, i) 리딩 픽처를 갖지 않는 CRA 픽처(CRA_N_LP), ii) RADL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RADL), iii) RASL 픽처를 갖는 CRA 픽처(CRA_W_RASL) 중 어떤 유형의 CRA 픽처인지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 수신부(2610)는 nal_unit_type에 기초하여 i) 리딩 픽처를 갖지 않는 BLA 픽처(BLA_N_LP), ii) RADL 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RADL), iii) RASL 픽처를 갖는 BLA 픽처(BLA_W_RASL) 중 어떤 유형의 BLA 픽처인지 여부를 결정할 수 있다.

또한, 수신부(2610)는 nal_unit_type에 기초하여 TSA 픽처 및 STSA 픽처의 유형을 결정할 수 있다.

단계 2740에서, 영상 복호화부(2620)는 전술한 도 5의 영상 복호화부(400)와 같이 트리 구조의 부호화 단위에 기초하여 복호화를 수행한다. 특히, 영상 복호화부(2620)는 획득된 RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여, RAP 픽처에 대한 리딩 픽처의 존재 여부 및 RADL 픽처의 존재 여부를 결정하고, 결정 결과에 기초하여 RAP 픽처의 리딩 픽처의 복호화 가능 여부를 결정할 수 있다. RADL 픽처와 RASL 픽처 각각에 대해서 서로 다른 nal_unit_type의 값을 설정하고, RADL 픽처 또는 RASL 픽처를 포함하는 NAL 단위의 헤더에 nal_unit_type을 부가하는 경우, 비디오 복호화 장치(2600)는 NAL 단위의 헤더에 포함된 nal_unit_type 만을 분석하여 현재 픽처가 복호화가능한 픽처인지 여부를 결정할 수 있다. 만약, RASL 픽처가 포함된 NAL 단위에 대해서는 별도의 복호화 과정은 스킵된다.

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

비디오 복호화 방법에 있어서,
랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처의 부호화 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 획득하는 단계;
복호화 순서상 상기 RAP 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 분류된 상기 RAP 픽처의 유형 정보를 상기 NAL 단위의 헤더로부터 획득하는 단계;
상기 획득된 RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여, 상기 RAP 픽처에 대한 상기 리딩 픽처의 존재 여부 및 상기 RADL 픽처의 존재 여부를 결정하는 단계; 및
상기 결정 결과에 기초하여 상기 RAP 픽처의 리딩 픽처의 복호화 가능 여부를 결정하고, 상기 RAP 픽처 및 상기 RAP 픽처의 복호화 가능한 리딩 픽처를 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 RAP 픽처는 IDR(Instantaneous Decoding Refresh) 픽처이며,
상기 IDR 픽처는 복호화 가능한 리딩 픽처를 갖는 제 1 IDR 픽처 및 상기 리딩 픽처를 갖지 않는 제 2 IDR 픽처로 분류되며, 상기 제 1 IDR 픽처 및 상기 제 2 IDR 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 RAP 픽처는 BLA(Broken Link Access) 픽처이며,
상기 BLA 픽처는 복호화 가능하지 않은 리딩 픽처를 갖는 제 1 BLA 픽처, 복호화 가능한 리딩 픽처를 갖는 제 2 BLA 픽처 및 상기 리딩 픽처를 갖지 않는 제 3 BLA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 BLA 픽처, 상기 제 2 BLA 픽처 및 상기 제 3 BLA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 RAP 픽처는 CRA(Clean Random Access) 픽처이며,
상기 CRA 픽처는 복호화 가능하지 않은 리딩 픽처를 갖는 제 1 CRA 픽처, 복호화 가능한 리딩 픽처를 갖는 제 2 CRA 픽처 및 상기 리딩 픽처를 갖지 않는 제 3 CRA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 CRA 픽처, 상기 제 2 CRA 픽처 및 상기 제 3 CRA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 1항에 있어서,
상기 결정 결과에 기초하여, 상기 리딩 픽처 중 복호화가능하지 않은 리딩 픽처는 복호화되지 않고 폐기되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 1항에 있어서,
시간적 스케일러빌러티(scalability)를 위해 프레임률이 변화되는 시간적 스위칭시에, TSA(Temporal Sub-layer access) 픽처 또는 STSA(Step-wise Temporal Sub-layer access) 픽처의 부호화 정보를 포함하는 NAL 단위를 획득하는 단계를 더 포함하며,
상기 TSA 픽처 및 상기 TSA 픽처 이후에 복호화되는 픽처는, 상기 TSA 픽처의 시간 계층과 동일하거나 상위의 시간 계층에 속한 픽처를 참조 픽처로서 이용하지 않으며,
상기 STSA 픽처 및 상기 STSA 픽처 이후에 복호화되고 상기 STSA 픽처와 동일한 시간 계층에 속한 픽처들은, 상기 STSA 픽처보다 이전에 복호화되면서 상기 STSA 픽처의 시간 계층과 동일하거나 상위의 시간 계층에 속한 픽처를 참조 픽처로서 이용하지 않으며,
상기 TSA 픽처와 상기 STSA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 6항에 있어서,
상기 TSA 픽처가 다른 픽처의 참조 픽처로 이용되는지 여부에 따라서, 상기 TSA 픽처는 제 1 TSA 픽처 및 제 2 TSA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 TSA 픽처 및 상기 제 2 TSA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 가지며,
상기 STSA 픽처가 다른 픽처의 참조 픽처로 이용되는지 여부에 따라서, 상기 STSA 픽처는 제 1 STSA 픽처 및 제 2 STSA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 STSA 픽처 및 상기 제 2 STSA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
비디오 복호화 장치에 있어서,
랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처의 부호화 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 획득하고, 복호화 순서상 상기 RAP 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 분류된 상기 RAP 픽처의 유형 정보를 상기 NAL 단위의 헤더로부터 획득하는 수신부; 및
상기 획득된 RAP 픽처의 유형 정보에 기초하여, 상기 RAP 픽처에 대한 상기 리딩 픽처의 존재 여부 및 상기 RADL 픽처의 존재 여부를 결정하고, 상기 결정 결과에 기초하여 상기 RAP 픽처의 리딩 픽처의 복호화 가능 여부를 결정하고, 상기 RAP 픽처 및 상기 RAP 픽처의 복호화 가능한 리딩 픽처를 복호화하는 영상 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
비디오 부호화 방법에 있어서,
영상 시퀀스를 구성하는 픽처들을 인터 예측 및 인트라 예측을 통해 부호화하는 단계; 및
복호화기의 복호화 순서상 랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 상기 RAP 픽처를 분류하고, 상기 RAP 픽처의 부호화 정보 및 상기 분류된 RAP 픽처의 유형 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 RAP 픽처는 IDR(Instantaneous Decoding Refresh) 픽처이며,
상기 IDR 픽처는 복호화 가능한 리딩 픽처를 갖는 제 1 IDR 픽처 및 상기 리딩 픽처를 갖지 않는 제 2 IDR 픽처로 분류되며, 상기 제 1 IDR 픽처 및 상기 제 2 IDR 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 RAP 픽처는 BLA(Broken Link Access) 픽처이며,
상기 BLA 픽처는 복호화 가능하지 않은 리딩 픽처를 갖는 제 1 BLA 픽처, 복호화 가능한 리딩 픽처를 갖는 제 2 BLA 픽처 및 상기 리딩 픽처를 갖지 않는 제 3 BLA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 BLA 픽처, 상기 제 2 BLA 픽처 및 상기 제 3 BLA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 RAP 픽처는 CRA(Clean Random Access) 픽처이며,
상기 CRA 픽처는 복호화 가능하지 않은 리딩 픽처를 갖는 제 1 CRA 픽처, 복호화 가능한 리딩 픽처를 갖는 제 2 CRA 픽처 및 상기 리딩 픽처를 갖지 않는 제 3 CRA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 CRA 픽처, 상기 제 2 CRA 픽처 및 상기 제 3 CRA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 부호화된 픽처 중 상기 RAP 픽처의 리딩 픽처로서 상기 복호화기에서 상기 RAP 픽처로 랜덤 액세스시 복호화 가능하지 않은 리딩 픽처를 식별하기 위한 유형 정보를 상기 NAL 단위 헤더에 부가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제 9항에 있어서,
시간적 스케일러빌러티(scalability)를 위해 프레임률이 변화되는 시간적 스위칭시에 액세스되는 TSA(Temporal Sub-layer access) 픽처 또는 STSA(Step-wise Temporal Sub-layer access) 픽처의 부호화 정보를 포함하는 NAL 단위를 생성하는 단계를 더 포함하며,
상기 TSA 픽처 및 상기 TSA 픽처 이후에 복호화되는 픽처는, 상기 TSA 픽처의 시간 계층과 동일하거나 상위의 시간 계층에 속한 픽처를 참조 픽처로서 이용하지 않으며,
상기 STSA 픽처 및 상기 STSA 픽처 이후에 복호화되고 상기 STSA 픽처와 동일한 시간 계층에 속한 픽처들은, 상기 STSA 픽처보다 이전에 복호화되면서 상기 STSA 픽처의 시간 계층과 동일하거나 상위의 시간 계층에 속한 픽처를 참조 픽처로서 이용하지 않으며,
상기 TSA 픽처와 상기 STSA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제 14항에 있어서,
상기 TSA 픽처가 다른 픽처의 참조 픽처로 이용되는지 여부에 따라서, 상기 TSA 픽처는 제 1 TSA 픽처 및 제 2 TSA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 TSA 픽처 및 상기 제 2 TSA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 가지며,
상기 STSA 픽처가 다른 픽처의 참조 픽처로 이용되는지 여부에 따라서, 상기 STSA 픽처는 제 1 STSA 픽처 및 제 2 STSA 픽처로 분류되며, 상기 제 1 STSA 픽처 및 상기 제 2 STSA 픽처는 서로 다른 NAL 단위 유형 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
비디오 부호화 장치에 있어서,
영상 시퀀스를 구성하는 픽처들을 인터 예측 및 인트라 예측을 통해 부호화하는 영상 부호화부; 및
복호화기의 복호화 순서상 랜덤 액세스를 위한 RAP(Random Access Point) 픽처보다 이후에 복호화되지만 출력 순서상 상기 RAP 픽처보다 앞서는 리딩(leading) 픽처의 존재 여부 및 상기 리딩 픽처 중 복호화 가능한 RADL 픽처(Random Access Decodable Leading picture)의 존재 여부에 기초하여 상기 RAP 픽처를 분류하고, 상기 RAP 픽처의 부호화 정보 및 상기 분류된 RAP 픽처의 유형 정보를 포함하는 비디오 부호화 계층의 NAL(Network Adaptive Layer) 단위를 생성하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.