KR20150043226A

KR20150043226A - 깊이 인트라 부호화 방법 및 그 장치, 복호화 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20150043226A
Application number: KR1020140138616A
Authority: KR
Inventors: 이진영; 박민우; 조용진; 최병두
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2015-04-22
Also published as: WO2015056945A1; US20160234525A1

Abstract

개시된 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 방법은, 하나 이상의 예측 모드를 SDC(Simplified Depth Coding)모드로 구성하는 단계, 깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 예측 모드를 이용하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 예측 블록을 이용하여 상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

깊이 인트라 부호화 방법 및 그 장치, 복호화 방법 및 그 장치{Method and apparatus for depth intra encoding and method and apparatus for depth intra decoding}

본 발명은 영상의 부호화 방법 및 복호화 방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 비디오의 깊이 영상의 복호화/부호화 방법 및 장치를 위한 화면 내 예측 방법에 관한 것이다.

입체 영상이란 깊이 및 공간에 대한 형상 정보를 영상 정보와 동시에 제공하는 3차원 영상을 의미한다. 스테레오 영상의 경우, 좌우 눈에 각각 다른 시점의 영상을 제공하는 반면에, 입체 영상은 관찰자가 보는 시점을 달리할 때마다 다른 방향에서 본 것과 같은 영상을 제공한다. 따라서, 입체 영상을 생성하기 위해서는 여러 시점에서 촬영한 영상들이 필요하다.

입체 영상을 생성하기 위해 여러 시점에서 찍은 영상들은 데이터량이 방대하다. 따라서, 입체 영상을 위해 네트워크 인프라, 지상파 대역폭 등을 고려하면 MPEG-2, H.264/AVC, 그리고 HEVC 등과 같은 단일시점 비디오 압축(Single-View Video Coding)에 최적화된 부호화 장치를 사용하여 압축하더라도 실현이 거의 불가능하다.

따라서, 입체 영상을 생성하기 위해 최적화된 다시점(멀티 레이어) 영상 부호화 장치가 요구된다. 특히, 시간 및 시점 간의 중복성을 효율적으로 감소시키기 위한 기술 개발이 필요하다.

예를 들면, 다시점 비디오 코덱은 기본 시점을 단일 시점 비디오 압축을 사용하여 압축하고, 확장 시점에서는 기본 시점을 참조하여 부호화 함으로써 압축율을 향상 시킬 수 있다. 또한, 깊이 영상과 같은 보조 데이터를 추가로 부호화함으로써 영상의 복호화단에서 입력된 시점 보다 많은 시점의 영상을 생성할 수 있도록 한다. 여기서 깊이 영상은 사용자에게 직접 보여지기 위해 사용되기보다는 중간 시점의 영상을 합성하기 위해 사용되는데, 깊이 영상에 열화가 발생하면 합성된 영상의 화질이 저하된다. 따라서 다시점 비디오 코덱은 다시점의 비디오뿐만 아니라 깊이 영상 또한 효율적으로 압축할 필요가 있다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 방법은 하나 이상의 예측 모드를 SDC(Simplified Depth Coding)모드로 구성하는 단계, 깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 예측 모드를 이용하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 예측 블록을 이용하여 상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 SDC 모드를 구성하는 단계는, DC, Planar, angular, DMM(Depth modeling mode) 및 MPM(Most Probable Mode)모드들 중 적어도 하나의 예측 모드를 SDC 모드로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 SDC 모드를 구성하는 단계는, 부호화 단위(Coding Unit) 또는 예측 단위(Prediction Unit)의 크기에 기초하여 상기 SDC모드를 다르게 구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 SDC 모드를 다르게 구성하는 단계는, 상기 부호화 단위 또는 상기 예측 단위가 소정의 크기보다 크면 상기 SDC 모드를 구성하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계는, 상기 결정된 예측 모드가 상기SDC 모드로 부호화되었는지 여부에 대한 플래그를 상기 비트스트림에 포함시키는 단계를 포함한다.

상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계는, 상기 결정된 예측 모드를 상기SDC 모드로 부호화되는 경우, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않거나 상기 레지듀얼 데이터 중 일부만을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 레지듀얼 데이터 중 일부만을 부호화하는 단계는, 상기 레지듀얼 데이터의 전부 또는 일부를 평균하여 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 레지듀얼 데이터의 일부를 평균하여 부호화하는 단계는, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 잔차 블록의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값을 평균하여 부호화하는 것을 특징으로 한다.

상기 레지듀얼 데이터의 일부를 평균하여 부호화하는 단계는, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록 차이인 잔차 블록 내의 일부 화소들의 값을 평균하는 단계를 포함하고, 상기 일부 화소의 상기 잔차 블록 내의 위치는, 상기 예측 모드, 부호화 단위 또는 예측 단위의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치에 있어서, 하나 이상의 예측 모드를 SDC(Simplified Depth Coding)모드로 구성하는 SDC모드 구성부, 깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 예측모드 결정부,

상기 예측 모드를 이용하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부, 및 상기 예측 블록을 이용하여 상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 부호화부를 포함할 수 있다.

상기 SDC 모드 구성부는, DC, Planar, angular, DMM(Depth modeling mode) 및 MPM(Most Probable Mode)모드들 중 적어도 하나의 예측 모드를 SDC 모드로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 SDC 모드 구성부는, 부호화 단위(Coding Unit) 또는 예측 단위(Prediction Unit)의 크기에 기초하여 상기 SDC모드를 다르게 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 SDC 모드 구성부는, 상기 부호화 단위 또는 상기 예측 단위가 소정의 크기보다 크면 상기 SDC모드를 구성하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 부호화부는, 상기 결정된 예측 모드가 상기SDC 모드로 부호화되었는지 여부에 대한 플래그를 상기 비트스트림에 포함시키는 것을 특징으로 한다.

상기 부호화부는, 상기 결정된 예측 모드를 상기SDC 모드로 부호화하는 경우, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않거나 상기 레지듀얼 데이터 중 일부만을 부호화하는 것을 특징으로 한다.

상기 부호화부는, 상기 레지듀얼 데이터의 전부 또는 일부를 평균하여 부호화하는 것을 특징으로 한다.

상기 부호화부는, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 잔차 블록의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값을 평균하여 부호화하는 것을 특징으로 한다.

상기 부호화부는, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록 차이인 잔차 블록 내의 일부 화소들의 값을 평균하는 것을 특징으로 하고, 상기 일부 화소의 상기 잔차 블록 내의 위치는, 상기 예측 모드, 부호화 단위 또는 예측 단위의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 인터 레이어 부호화 방법에서 수행되는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.

다양한 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 및 부호화 장치 및 방법은 깊이 영상을 효율적으로 부호화 또는 복호화 하여 장치의 복잡도를 낮추고 합성 시점의 영상을 효과적으로 생성할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 과제 및 효과들은 이상에서 언급한 특징으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a 은 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 1b 는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2a 는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2b는 일 실싱예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측 구조를 도시한다.
도 4 는 일 실시예에 따라 인트라 예측 모드를 예측하기 위해 참조되는 블록들을 도시한다.
도 5a는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치가 소정의 예측 모드에 따라 레지듀얼 데이터를 부호화하는 흐름도를 나타낸다.
도 5b는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치의 구성도를 도시한다.
도 6a 내지 도6d는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치가 현재 블록과 예측 블록의 잔차 성분인 레지듀얼 데이터를 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 9 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 10 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 11 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 16, 17 및 18는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 19 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 20 은 다양한 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 21 는 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 22 은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 23 및 24 는, 다양한 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 25 은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 26 은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.

이하 도 1a 내지 도 6d를 참조하여, 일 실시예에 따라 인터 레이어 비디오 복호화 및 부호화 장치 및 방법을 위한 깊이 영상의 화면내 예측 방법 제안된다.

또한, 도 7 내지 도 19을 참조하여, 앞서 제안한 인터 레이어 비디오 부호화 기법 및 복호화 기법에 적용가능한 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다. 또한, 도 21 내지 도 27을 참조하여, 앞서 제안한 비디오 부호화 방법, 비디오 복호화 방법이 적용가능한 일 실시예들이 개시된다.

이하, '영상'은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.

이하 '샘플'은, 영상의 샘플링 위치에 할당된 데이터로서 프로세싱 대상이 되는 데이터를 의미한다. 예를 들어, 공간영역의 영상에서 픽셀들이 샘플들일 수 있다.

이하 ‘현재 블록(Current Block)’은, 부호화 또는 복호화하고자 하는 깊이 영상의 블록을 의미할 수 있다.

먼저, 도 1a 내지 도 6d 를 참조하여, 일 실시예에 따라 인터 레이어 비디오 복호화 및 부호화 장치 및 방법을 위한 깊이 영상의 화면내 예측 방법이 개시된다.

도 1a 은 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)의 블록도를 도시한다. 도 1b 는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 예측 모드 결정부(12), 예측 블록 생성부(14), 레지듀얼 데이터 생성부(16) 및 부호화부(18)를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 예측 모드 결정부(12), 예측 블록 생성부(14), 레지듀얼 데이터 생성부(16) 및 부호화부(18)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 예측 모드 결정부(12), 예측 블록 생성부(14), 레지듀얼 데이터 생성부(16) 및 부호화부(18)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 예측 모드 결정부(12), 예측 블록 생성부(14), 레지듀얼 데이터 생성부(16) 및 부호화부(18)가 제어될 수도 있다.

인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 예측 모드 결정부(12), 예측 블록 생성부(14), 레지듀얼 데이터 생성부(16) 및 부호화부(18)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.

인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 변환을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다. 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 부호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 스케일러블 비디오 코딩(Scalable Video Coding) 방식에 따라 다수의 영상시퀀스들을 레이어별로 분류하여 각각 부호화하고, 레이어별로 부호화된 데이터를 포함하는 별개의 스트림을 출력할 수 있다. 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 제1 레이어 영상 시퀀스와 제2 레이어 영상 시퀀스를 서로 다른 레이어로 부호화할 수 있다.

예를 들어, 공간적 스케일러빌러티(Spatial Scalability)에 기반한 스케일러블 비디오 코딩 방식에 따르면, 저해상도 영상들이 제1 레이어 영상들로서 부호화되고, 고해상도 영상들이 제2 레이어 영상들로서 부호화될 수 있다. 제1 레이어 영상들의 부호화 결과가 제1 레이어 스트림으로 출력되고, 제2 레이어 영상들의 부호화 결과가 제2 레이어 스트림으로 출력될 수 있다.

다른 예로, 다시점 비디오가 스케일러블 비디오 코딩 방식에 따라 부호화될 수 있다. 이 경우 중앙시점 영상들은 제1 레이어 영상들로서 부호화되고, 좌시점 영상들 및 우시점 영상들은 제1 레이어 영상을 참조하는 제2 레이어 영상들로서 부호화될 수 있다. 또는 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)가 제1 레이어, 제2 레이어, 제3 레이어 등 셋 이상의 레이어를 허용하하는 경우 중앙시점 영상들은 제1 레이어 영상들로서 부호화 되고, 좌시점 영상들은 제2 레이어 영상들로 그리고 우시점 영상들은 제3 레이어 영상들로 부호화 될 수 있다. 물론, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며 중앙시점, 좌시점, 우시점 영상들이 부호화 되는 레이어 및 참조되는 레이어가 변경될 수도 있다.

또 다른 예로, 시간적 스케일러빌러티에 기반한 시간 계층적 예측(Temporal Hierarchical Prediction)에 따라 스케일러블 비디오 코딩 방식이 수행될 수 있다. 기본 프레임 레이트의 영상들을 부호화하여 생성된 부호화 정보를 포함하는 제1 레이어 스트림이 출력될 수 있다. 프레임 레이트별로 시간적 계층(temporal level)이 분류되고 각 시간적 계층이 각 레이어로 부호화될 수 있다. 기본 프레임 레이트의 영상들을 참조하여 고속 프레임 레이트의 영상들을 더 부호화하여, 고속 프레임 레이트의 부호화 정보를 포함하는 제2 레이어 스트림이 출력될 수 있다.

또한, 제1 레이어와 다수의 제2 레이어들에 대한 스케일러블 비디오 코딩이 수행될 수 있다. 제2 레이어가 셋 이상인 경우, 제1 레이어 영상들과 첫번째 제2 레이어 영상들, 두번째 제2 레이어 영상들, ..., K번째 제2 레이어 영상들이 부호화될 수도 있다. 이에 따라 제1 레이어 영상들의 부호화 결과가 제1 레이어 스트림으로 출력되고, 첫번째, 두번째, ..., K번째 제2 레이어 영상들의 부호화 결과가 각각 첫번째, 두번째, ..., K번째 제2 레이어 스트림으로 출력될 수 있다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 단일레이어의 영상들을 참조하여 현재영상을 예측하는 인터 예측(Inter Prediction)을 수행할 수 있다. 인터 예측을 통해, 현재영상과 참조영상 사이의 움직임 정보를 나타내는 모션 벡터(motion vector) 및 현재영상과 참조영상 사이의 레지듀얼 성분(residual)이 생성될 수 있다.

또한, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 제1 레이어 영상들을 참조하여 제2 레이어 영상들을 예측하는 인터 레이어 예측(Inter-layer Prediction)을 수행할 수 있다.

또한 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)가 제1 레이어, 제2 레이어, 제3 레이어 등 셋 이상의 레이어를 허용하는 경우에는, 멀티 레이어 예측 구조에 따라 하나의 제1 레이어 영상과 제3 레이어 영상 간의 인터 레이어 예측, 제2 레이어 영상과 제3 레이어 영상 간의 인터 레이어 예측을 수행할 수도 있다.

인터 레이어 예측을 통해, 현재영상과 다른 레이어의 참조영상 사이의 위치 차이성분 및 현재영상과 다른 레이어의 참조영상 사이의 레지듀얼 성분이 생성될 수 있다.

인터 레이어 예측 구조는 추후 도 3을 참조하여 상술한다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 각 레이어마다, 비디오의 각각의 영상의 블록별로 부호화한다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형일 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수도 있다. 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되는 것은 아니다. 블록은, 트리구조에 따른 부호화단위들 중에서는, 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위 등일 수 있다. 트리 구조의 부호화 단위들을 포함하는 최대부호화단위는, 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit), 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. 트리구조에 따른 부호화단위들에 기초한 비디오 부복호화 방식은, 도 7 내지 도 19을 참조하여 후술한다.

한편, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)가 다시점 비디오 영상을 부호화 하는 경우에는 깊이 영상과 같은 보조 데이터를 추가로 부호화함으로써 영상의 복호화단을 통해 입력된 시점 보다 많은 시점의 영상을 생성할 수 있다. 여기서 깊이 영상은 사용자에게 직접 보여지기 위해 사용되기보다는 중간 시점의 영상을 합성하기 위해 사용되므로, 깊이 영상의 열화 여부가 합성된 영상의 화질에 영향을 미칠 수 있다.

깊이 영상의 깊이 값의 변화량은 객체의 경계 부근에서 크게 나타나고 객체 내부나 배경 영역에서는 상대적으로 적게 나타난다. 따라서, 깊이 값의 차이가 큰 객체의 경계 부분에서 발생하는 에러를 최소화 하는 것이 합성 영상의 에러를 최소화에 직결될 수 있다. 또한 깊이 값이 변화량이 적은 객체 내부나 배경 영역에 대해서는 상대적으로 데이터량을 줄이는 것이 깊이 영상에 대한 부호화 효율을 높일 수 있다.

따라서 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 깊이 영상을 소정의 인트라 예측 모드(예컨대, DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드)를 사용하여 현재 블록을 부호화 할 수 있다. 즉, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 소정의 예측 모드에 기반하여 예측 블록을 생성하고, 생성된 예측 블록과 부호화하려는 현재 블록과의 차분 데이터, 즉 레지듀얼 데이터를 생성할 수 있다.

소정의 예측 모드를 이용하여 생성된 레지듀얼 데이터는 전부가 부호화되지 않거나 일부만이 부호화될 수 있다. 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 레지듀얼 데이터의 평균 값을 부호화될 수도 있다. 이는 도 5 및 도 6을 참조하여 후술한다.

한편, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 부호화하려는 블록에 대해서 DC 값(이하, 평균값)을 계산하고, 계산된 평균값을 깊이 정보 룩업 테이블 (Depth Lookup Table)에 매핑하여 인덱스를 결정할 수 있다. 여기서 깊이 정보 룩업 테이블은 깊이 영상이 가질 수 있는 깊이 값과 인덱스를 매칭 시켜 놓은 테이블을 나타낸다.

또한, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 원본 블록에 대한 평균 값을 깊이 정보 룩업 테이블에 매핑하여 결정한 인덱스와 예측 블록으로부터 구한 평균 값을 통해서 계산된 인덱스의 차이 값만을 복호화 장치로 전송할 수 있다. 이 경우, 인덱스의 차이 값이 부호화될 수 있다.

이하, 도 1b를 참조하여 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)의 동작을 상세히 설명한다.

단계 11에서 예측 모드 결정부(12)는 깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다. 여기서 예측 모드는 DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드 중 하나로 결정 될 수 있다. 여기서 DMM 모드는 DMM mode-1(또는, DMM_WFULL 모드) 및 DMM mode-4(또는, DMM_CPREDTEX 모드)를 포함할 수 있다.

여기서 DC 모드는 예측 블록의 예측 샘플들을 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 평균값으로 채워 넣는 방법을 이용하는 인트라 예측 모드이다.

또한 Planar 모드는 참조 샘플에 대한 예측 샘플 predSample[x],[y],with x,y=0…nTbS-1에 대해 다음의 수학식 1에 따라 계산되는 인트라 예측 모드이다.

여기서 nTbS는 예측 블록의 가로 또는 세로의 크기를 나타낸다.

또한 Angular 모드는 화면 내 예측 모드 중 모드 2 부터 모드 34까지의 방향성을 고려하여, 참조 샘플들로부터 예측샘플을 결정하는 예측 모드를 의미한다.

또한 DMM 예측모드는 현재 블록을 패턴에 따라 적어도 두개의 영역으로 분할하여 예측을 수행하는 모드로, 각 영역별로 평균값이 계산된다. 한편 DMM 예측 모드는 DMM mode-1 및 DMM mode-4를 포함할 수 있다. DMM mode-1은 인터 레이어 부호화 장치(10)에서 현재 블록에 대해 여러 경계선을 적용하여 두개의 영역으로 분할해 본뒤 가장 적합한 경계선을 기준으로 영역을 분할하는 모드이며, DMM mode-4는 현재 블록의 텍스쳐의 패턴에 따라서 예측 블록을 적어도 두 개 이상의 영역으로 분할하는 모드이다.

한편, DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드는 현재 블록 주변에 이미 복원된 픽셀을 이용하여 화면내 예측을 수행하는 모드들로, 본 실시예가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 기술이므로 상세한 설명은 생략 한다.

단계 13에서 예측 블록 생성부(14)는 결정된 예측 모드에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.

단계 15에서 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 현재 블록과 예측 블록의 차이인 레지듀얼 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시에에 따른 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 레지듀얼 데이터를 부호화부(18)에 전송하지 않거나 레지듀얼 데이터의 전부 또는 일부를 평균하여 부호화부(18)에 전송할 수 있다.

예를 들면, 레지듀얼 데이터 생성부 (16)는 현재 블록과 예측 블록의 차이인 잔차 블록 내의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값을 이용하여 평균 값을 계산하여 부호화부(18)에 전송할 수 있다. 구체적으로, 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 잔차 블록 내의 모든 화소값을 이용하여 평균 값을 구하기 보다는 예측 블록의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값에 대해 가중 합을 수행할 수 있다. 또한, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니면 각 화소 위치별로 적어도 하나 이상의 화소 값을 이용하여(예컨데 좌측 상단 4개의 화소 값 및 우측 상단 4개의 화소 값 이용) 잔차 블록에 대한 평균 값을 예측할 수 있다.

또한, 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 예측 모드에 따라 잔차 블록에 대한 평균값을 다르게 구할수도 있다. 예를 들면, 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 상기 예측 블록이 DC 또는 Planar 모드로 예측되는 경우, 상기 잔차 블록의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값의 평균을 이용하여 상기 생성된 잔차 블록에 대한 평균 값을 계산하여 부호화부(17)에 전송할 수 있다.

또한, 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 예측 블록이 DMM 모드로 예측되는 경우 잔차 블록에서 분할된 영역 별로 상기 예측 블록의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값을 이용하여 영역 별 평균 값을 예측할 수 있다.

또 다른 예로 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 현재 블록의 예측 모드에 따라 다른 위치의 화소 값을 이용하여 잔차 블록에 대한 평균 값을 예측 할 수 있다.

또 다른 예로, 레지듀얼 데이터 생성부(16)는 예측 블록이 Angular 모드들 중 수평 ?향 혹은 수직 방향 예측 모드로 예측되는 경우 레지듀얼 데이터를 부호화부(18)에 전송하지 않을 수 있다.

도 2a 는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 파싱부(22), 예측 블록 생성부(24), 레지듀얼 데이터 생성부(26) 및 복호화부(28)를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 파싱부(22), 예측 블록 생성부(24), 레지듀얼 데이터 생성부(26) 및 복호화부(28)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미 도시)를 포함할 수 있다. 또는, 파싱부(22), 예측 블록 생성부(24), 레지듀얼 데이터 생성부(26) 및 복호화부(28)가 각각의 자체 프로세서(미 도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미 도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)의 외부 프로세서(미 도시)의 제어에 따라, 파싱부(22), 예측 블록 생성부(24), 레지듀얼 데이터 생성부(26) 및 복호화부(28)가 제어될 수도 있다.

또한, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 파싱부(22), 예측 블록 생성부(24), 레지듀얼 데이터 생성부(26) 및 복호화부(28)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미 도시)를 포함할 수 있다. 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 데이터 저장부(미 도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미 도시)를 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 비디오 복호화를 통해 비디오를 복원하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 디코딩 프로세서 또는 외부 비디오 디코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 역변환을 포함한 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)의 내부 비디오 디코딩 프로세서는, 별개의 프로세서뿐만 아니라, 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 디코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 스케일러블 부호화 방식에 따라 레이어별로 비트스트림들을 수신할 수 있다. 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)가 수신하는 비트스트림들의 레이어의 개수가 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 공간적 스케일러빌러티에 기반한 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 서로 다른 해상도의 영상시퀀스가 서로 다른 레이어로 부호화된 스트림을 수신할 수 있다. 제1 레이어 스트림을 복호화하여 저해상도 영상시퀀스가 복원되고, 제2 레이어 스트림을 복호화하여 고해상도 영상 시퀀스가 복원될 수 있다.

다른 예로, 다시점 비디오가 스케일러블 비디오 코딩 방식에 따라 복호화될 수 있다. 스테레오스코픽 비디오 스트림이 다수 레이어로 수신된 경우에, 제1 레이어 스트림을 복호화하여 좌시점 영상들이 복원될 수 있다. 제1 레이어 스트림에 제2 레이어 스트림을 더 복호화하여 우시점 영상들이 복원될 수 있다.

또는 다시점 비디오 스트림이 다수 레이어로 수신된 경우에, 제1 레이어 스트림을 복호화하여 중앙시점 영상들이 복원될 수 있다. 제1 레이어 스트림에 제2 레이어 스트림을 더 복호화하여 좌시점 영상들이 복원될 수 있다. 제1 레이어 스트림에 제3 레이어 스트림을 더 복호화하여 우시점 영상들이 복원될 수 있다.

다른 예로, 시간적 스케일러빌러티에 기반한 스케일러블 비디오 코딩 방식이 수행될 수 있다. 제1 레이어 스트림을 복호화하여 기본 프레임 레이트의 영상들이 복원될 수 있다. 제1 레이어 스트림에 제2 레이어 스트림을 더 복호화하여 고속 프레임 레이트의 영상들이 복원될 수 있다.

또한, 제2 레이어가 셋 이상인 경우, 제1 레이어 스트림으로부터 제1 레이어 영상들이 복원되고, 제1 레이어 복원영상들을 참조하여 제2 레이어 스트림을 더 복호화하면 제2 레이어 영상들이 더 복원될 수 있다. 제2 레이어 복원영상을 참조하여 K번째 레이어 스트림을 더 복호화하면 K번째 레이어 영상들이 더 복원될 수도 있다.

인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 제1 레이어 스트림과 제2 레이어 스트림으로부터 제1 레이어 영상들 및 제2 레이어 영상들의 부호화된 데이터를 획득하고, 더하여 인터 예측에 의해 생성된 모션 벡터 및 인터 레이어 예측에 의해 생성된 예측 정보를 더 획득할 수 있다.

예를 들어 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 각 레이어별로 인터 예측된 데이터를 복호화하고, 다수 레이어 간에 인터 레이어 예측된 데이터를 복호화할 수 있다. 부호화 단위 또는 예측 단위를 기초로 움직임 보상(Motion Compensation) 및 인터 레이어 복호화를 통한 복원이 수행될 수도 있다.

각 레이어 스트림에 대해서는 동일 레이어의 인터 예측을 통해 예측된 복원영상들을 참조하여, 현재영상을 위한 움직임 보상을 수행함으로써, 영상들을 복원할 수 있다. 움직임 보상은, 현재 영상의 모션 벡터를 이용하여 결정된 참조영상과, 현재 영상의 레지듀얼 성분을 합성하여 현재 영상의 복원 영상을 재구성하는 동작을 의미한다.

또한, 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 인터 레이어 예측을 통해 예측된 제2 레이어 영상을 복호화하기 위해 제1 레이어 영상들의 예측 정보를 참조하여 인터 레이어 복호화를 수행할 수도 있다. 인터 레이어 복호화는, 현재 영상의 예측정보를 결정하기 위하여 다른 레이어의 참조블록의 예측 정보를 이용하여 현재 영상의 예측정보를 재구성하는 동작을 의미한다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 제2 레이어 영상들을 참조하여 예측된 제3 레이어 영상들을 복원하기 위한 인터 레이어 복호화를 수행할 수도 있다. 인터 레이어 예측 구조는 추후 도 3을 참조하여 상술한다.

인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 비디오의 각각의 영상의 블록별로 복호화한다. 블록은, 트리구조에 따른 부호화단위들 중에서는, 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위 등일 수 있다. 트리구조에 따른 부호화단위들에 기초한 비디오 부복호화 방식은, 도 7 내지 도 19를 참조하여 후술한다.

깊이 영상의 깊이 값의 변화량은 객체의 경계 부근에서 크게 나타나고 객체 내부에서는 상대적으로 적게 나타난다. 따라서, 깊이 값의 차이가 큰 객체의 경계 부분에서 발생하는 에러를 최소화 하는 것이 합성 영상의 에러를 최소화에 직결될 수 있다. 또한 깊이 값이 변화량이 적은 객체 내부에 대해서는 상대적으로 데이터량을 줄이는 것이 깊이 영상에 대한 부호화 효율을 높일 수 있다.

따라서, 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 깊이 영상을 복호화 하기 위해 소정 예측 모드(예컨대, DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드)를 사용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 또한, 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 생성된 예측 블록과 복호화하려는 현재 블록과의 차분 데이터, 즉 레지듀얼 데이터를 비트스트림으로부터 수신할 수 있다.

또는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 예측 블록에 대해서 DC 값(이하, 평균값)을 계산하고, 계산된 평균값을 깊이 정보 룩업 테이블 (Depth Lookup Table)에 매핑하여 인덱스를 계산할 수 있다. 또한, 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는 복원 블록에 대한 평균 값에 대응되는 복원 인덱스와 예측 블록에 대한 평균값에 대응하는 예측 인덱스 사이의 인덱스 차이값을 비트스트림을 통해 수신할 수 있다.

이하, 도 2b를 참조하여 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)의 동작을 상세히 설명한다.

단계 21에서 파싱부(22)는 비트스트림으로부터 깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드 정보를 획득 할 수 있다. 여기서 예측 모드 정보는 현재 블록이 DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드 중 어떤 모드로 예측될 것인지를 나타낼 수 있다. 또한, 여기서 DMM 모드는 DMM mode-1(또는, DMM_WFULL mode) 및 DMM mode-4(또는, DMM_CPREDTEX 모드)를 포함할 수 있다.

단계 21에서 파싱부(22)는 현재 블록에 대한 예측모드가 후술할 SDC(Simplified Depth Coding) 모드로 부호화 되었는지 여부를 나타내는 플래그를 파싱할 수도 있다.

단계 23에서 예측 블록 생성부(24)는 획득된 예측 모드 정보에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.

단계 25에서 레지듀얼 데이터 생성부(26)는 비트스트림으로부터 레지듀얼 데이터를 획득할 수 있다. 다만, 소정의 예측 모드로 예측 모드가 생성된 경우 레지듀얼 데이터는 복호화되지 않을 수 있다.

단계 27에서 복호화부(28)는 예측 블록을 이용하여 깊이 영상을 복호화할 수 있다.

이하 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 인터 레이어 부호화 장치(10)에서 수행될 수 있는 인터 레이어 예측 구조를 상술한다.

도 3은 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측 구조를 도시한다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는, 도 3에 도시된 다시점 비디오 예측 구조의 재생순서(30)에 따라 기본시점 영상들, 좌시점 영상들 및 우시점 영상들을 예측 부호화할 수 있다.

관련기술에 따른 다시점 비디오 예측 구조의 재생순서(30)에 따르면, 가로 방향으로 동일시점(View)의 영상들이 배열되어 있다. 따라서 'Left'로 표기된 좌시점 영상들이 가로 방향으로 일렬로 배열되고, 'Center'로 표기된 기본시점 영상들이 가로 방향으로 일렬로 배열되고, 'Right'로 표기된 우시점 영상들이 가로 방향으로 일렬로 배열되고 있다. 기본시점 영상들은, 좌시점/우시점 영상들에 대비하여, 중앙시점 영상들일 수 있다.

또한, 세로 방향으로 POC 순서가 동일한 영상들이 배열된다. 영상의 POC 순서는 비디오를 구성하는 영상들의 재생순서를 나타낸다. 다시점 비디오 예측 구조(30)에서 표시되어 있는 'POC X'는, 해당 열에 위치한 영상들의 상대적인 재생순서를 나타내며, X의 숫자가 작을수록 재생순서가 앞서고, 커질수록 재생순서가 늦어진다.

따라서 관련기술에 따른 다시점 비디오 예측 구조의 재생순서(30)에 따르면, 'Left'로 표기된 좌시점 영상들이 POC 순서(재생순서)에 따라 가로 방향으로 배열되고, 'Center'로 표기된 기본시점 영상들이 POC 순서(재생순서)에 따라 가로 방향으로 배열되고, 'Right'로 표기된 우시점 영상들이 POC 순서(재생순서)에 따라 가로 방향으로 배열되고 있다. 또한, 기본시점 영상과 동일한 열(column)에 위치한 좌시점 영상 및 우시점 영상은, 모두 시점은 다르지만 POC 순서(재생순서)가 동일한 영상들이다.

각 시점별로, 4개의 연속 영상들이 하나의 GOP(Group of Picture)를 구성하고 있다. 각 GOP는 연속하는 앵커픽처들 사이의 영상들과 하나의 앵커픽처(Key Picture)을 포함한다.

앵커픽처는 랜덤 억세스 포인트(Random Access Point)로, 비디오를 재생할 때 영상의 재생 순서, 즉 POC 순서에 따라 배열된 영상들 중에서 임의로 재생 위치가 선택되면, 재생 위치에서 POC순서가 가장 인접하는 앵커픽처가 재생된다. 기본시점 영상들은 기본시점 앵커픽처들(31, 32, 33, 34, 35)을 포함하고, 좌시점 영상들은 좌시점 앵커픽처들(131, 132, 133, 134, 135)을 포함하고, 우시점 영상들은 우시점 앵커픽처들(231, 232, 233, 234, 235)을 포함한다.

다시점 영상들은 GOP 순서대로 재생되고 예측(복원)될 수 있다. 먼저 다시점 비디오 예측 구조의 재생순서(30)에 따르면, 각 시점별로, GOP 0에 포함된 영상들이 재생된 후, GOP 1에 포함된 영상들이 재생될 수 있다. 즉, GOP 0, GOP 1, GOP 2, GOP 3의 순으로, 각 GOP에 포함된 영상들이 재생될 수 있다. 또한, 다시점 비디오 예측 구조의 코딩순서에 따르면, 각 시점별로, GOP 0에 포함된 영상들이 예측(복원)된 후, GOP 1에 포함된 영상들이 예측(복원)될 수 있다. 즉, GOP 0, GOP 1, GOP 2, GOP 3의 순으로, 각 GOP에 포함된 영상들이 예측(복원)될 수 있다.

다시점 비디오 예측 구조의 재생순서(30)에 따르면, 영상들에 대해 시점간 예측(인터 레이어 예측) 및 인터 예측이 모두 수행된다. 다시점 비디오 예측 구조에서, 화살표가 시작하는 영상이 참조영상이고, 화살표가 끝나는 영상이 참조영상을 이용하여 예측되는 영상이다.

기본시점 영상들의 예측 결과는 부호화된 후 기본시점 영상스트림의 형태로 출력되고, 부가시점 영상들의 예측 결과는 부호화된 후 레이어 비트스트림의 형태로 출력될 수 있다. 또한 좌시점 영상들의 예측부호화 결과는 제1 레이어 비트스트림으로, 우시점 영상들의 예측부호화 결과는 제2 레이어 비트스트림으로 출력될 수 있다.

기본시점 영상들에 대해서는 인터 예측만이 수행된다. 즉, I-픽처타입인 앵커픽처들(31, 32, 33, 34, 35)은 다른 영상들을 참조하지 않지만, B-픽처타입 및 b-픽처타입인 나머지 영상은 다른 기본시점 영상들을 참조하여 예측된다. B-픽처타입 영상들은 POC 순서가 앞서는 I-픽처타입 앵커픽처과 뒤따르는 I-픽처타입 앵커픽처를 참조하여 예측된다. b-픽처타입 영상들은 POC 순서가 앞서는 I-픽처타입 앵커픽처과 뒤따르는 B-픽처타입 영상을 참조하거나, POC 순서가 앞서는 B-픽처타입 영상과 뒤따르는 I-픽처타입 앵커픽처를 참조하여 예측된다.

좌시점 영상들 및 우시점 영상들에 대해서는 각각, 다른 시점 영상들을 참조하는 시점간 예측(인터 레이어 예측) 및 동일 시점 영상들을 참조하는 인터 예측이 수행된다.

좌시점 앵커픽처들(131, 132, 133, 134, 135)에 대해, 각각 POC순서가 동일한 기본시점 앵커픽처(31, 32, 33, 34, 35)을 참조하여 시점간 예측(인터 레이어 예측)이 수행될 수 있다. 우시점 앵커픽처들(231, 232, 233, 234, 235)에 대해서는, 각각 POC순서가 동일한 기본시점 영상(31, 32, 33, 34, 35) 또는 좌시점 앵커픽처(131, 132, 133, 134, 135)을 참조하여 시점 간 예측이 수행될 수 있다. 또한, 좌시점 영상들 및 우시점 영상들 중 앵커픽처(131, 132, 133, 134, 135, 231, 232, 233, 234, 235)이 아닌 나머지 영상들에 대해서도, POC가 동일한 다른시점 영상을 참조하는 시점간 예측(인터 레이어 예측)이 수행될 수 있다.

좌시점 영상들 및 우시점 영상들 중 앵커픽처들(131, 132, 133, 134, 135, 231, 232, 233, 234, 235)이 아닌 나머지 영상들은 동일시점 영상들을 참조하여 예측된다.

다만, 좌시점 영상들 및 우시점 영상들은 각각, 동일시점의 부가시점 영상들 중에서 재생순서가 선행하는 앵커픽처를 참조하여 예측되지 않을 수 있다. 즉, 현재 좌시점 영상의 인터 예측을 위해, 현재 좌시점 영상보다 재생순서가 선행하는 좌시점 앵커픽처를 제외한 좌시점 영상들이 참조될 수 있다. 마찬가지로, 현재 우시점 영상의 인터 예측을 위해, 현재 우시점 영상보다 재생순서가 선행하는 우시점 앵커픽처를 제외한 우시점 영상들이 참조될 수 있다.

또한, 현재 좌시점 영상의 인터 예측을 위해, 현재 좌시점 영상이 속한 현재 GOP보다 선행하는 이전 GOP에 속하는 좌시점 영상은 참조하지 않고, 현재 GOP에 속하지만 현재 좌시점 영상보다 먼저 복원될 좌시점 영상을 참조하여 예측이 수행되는 것이 바람직하다. 우시점 영상의 경우도 마찬가지다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)는, 도 3에 도시된 다시점 비디오 예측 구조의 재생순서(30)에 따라 기본시점 영상들, 좌시점 영상들 및 우시점 영상들을 복원할 수 있다.

좌시점 영상들은, 기본시점 영상들을 참조하는 시점간 디스패리티 보상과 좌시점 영상들을 참조하는 인터 움직임 보상을 통해 복원될 수 있다. 우시점 영상들은, 기본시점 영상들 및 좌시점 영상들을 참조하는 시점간 디스패리티 보상과 우시점 영상들을 참조하는 인터 움직임 보상을 통해 복원될 수 있다. 좌시점 영상들 및 우시점 영상들의 디스패리티 보상 및 움직임 보상을 위해 참조영상들이 먼저 복원되어야 한다.

좌시점 영상의 인터 움직임 보상을 위해, 복원된 좌시점의 참조영상을 참조하는 인터 움직임 보상을 통해 좌시점 영상들이 복원될 수 있다. 우시점 영상의 인터 움직임 보상을 위해, 복원된 우시점의 참조영상을 참조하는 인터 움직임 보상을 통해, 우시점 영상들이 복원될 수 있다.

또한, 현재 좌시점 영상의 인터 움직임 보상을 위해, 현재 좌시점 영상이 속한 현재 GOP보다 선행하는 이전 GOP에 속하는 좌시점 영상은 참조하지 않고, 현재 GOP에 속하지만 현재 좌시점 영상보다 먼저 복원될 좌시점 영상만 참조되는 것이 바람직하다. 우시점 영상의 경우도 마찬가지다.

이하 도 4 내지 도 6 을 참조하여 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 및 부호화 장치 및 방법을 위한 깊이 영상의 화면내 예측 방법을 상세히 설명한다.

도 4 는 일 실시예에 따라 인트라 예측 모드를 예측하기 위해 참조되는 블록들을 도시한다.

블록들로서 예측단위(PU; Prediction Unit)들이 예시된다. 예측단위는, 트리 구조에 따른 부호화 단위를 기초로 한 비디오 부호화 방식에서, 각 부호화 단위의 예측을 수행하기 위한 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10) 및 비디오 복호화 장치(20)는 고정된 크기의 예측단위에 한정되지 않고, 다양한 크기의 예측단위들에 대해 예측을 수행할 수 있다. 트리 구조에 따른 부호화 단위를 기초로 한 비디오 부호화 방식 및 예측단위에 대해서는 도 7 내지 19을 참조하여 후술한다. 이하 예측단위의 인트라 예측 모드를 예측하기 위한 일 실시예들이 설명되더라도, 다양한 종류의 블록들에 대해서도 상기 실시예들이 유사하게 적용될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 일 실시예에 따라 현재 예측단위(30)의 인트라 예측 모드를 예측하기 위해, 좌측 예측단위(32) 및 상단 예측단위(33)의 인트라 예측 모드들을 참조할 수 있다. 이는 영상과 화면 내 예측 모드의 통계적 특성을 이용한 것으로, 일반적으로 자연 영상을 일정한 크기의 블록으로 나누었을 때, 현재 블록과 그 주변 블록은 비슷한 영상 특성을 가지게 되므로 화면 내 예측 모드 또한 같거나 비슷한 모드를 가질 확률이 높기 때문이다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 현재 예측 단위(30)의 좌측 예측단위(32) 및 상단 예측단위(33)의 인트라 예측 모드들을 MPM(Most Probable Mode)로 결정할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(10)는 현재 예측단위(30)의 현재 인트라 예측 모드와 동일한 모드가 있는지 판단하여 MPM 플래그를 설정할 수 있다.

예를 들어, 좌측 예측단위(32) 및 상단 예측단위(33)의 인트라 예측 모드들이 현재 인트라 예측모드와 상이하다면 MPM플래그가 '0'으로 부호화되고, 좌측 예측단위(32) 및 상단 예측단위(33)의 인트라 예측 모드들 중 적어도 어느 하나가 현재 인트라 예측 모드와 동일하다면 MPM플래그는 '1'로 부호화될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위해, 좌측(상단) 예측단위(32, 33)의 인트라 예측 모드를 좌측(상단) 인트라 예측모드라 지칭한다.

좌측/상단 인트라 예측 모드들과 현재 인트라 예측 모드가 상이한 경우에는, 현재 인트라 예측 모드를 나타내는 현재 인트라모드 정보가 부호화될 수 있다.

좌측/상단 인트라 예측 모드들 중에서 현재 인트라 예측 모드와 동일한 모드가 있는 경우, 현재 인트라 예측 모드를 예측하기 위한 둘 이상의 서로 다른 후보 인트라 예측 모드들이 결정될 수 있다. 후보 인트라 예측 모드들은, 현재 인트라 예측모드라고 예측될 확률이 높은 모드들로 선정될 수 있다.

일단 두 개의 후보 인트라 예측 모드는, 좌측 인트라 예측 모드 및 상단 인트라 예측 모드로 채택될 수 있다.

<MPM결정식 1>

MPM0 = min(leftIntraMode, aboveInftraMode);

MPM1 = max(leftIntraMode, aboveInftraMode);

MPM결정식 1에서 MPM0 및 MPM1은 각각 제1순위, 제2순위 후보 인트라 예측 모드들을 나타낸다. min(A, B)는 A와 B 중 작은 값을 출력하고, max(A, B)는 나머지 큰 값을 출력하는 함수이다.

MPM결정식 1에서, leftIntraMode 및 aboveInftraMode는 각각 좌측 인트라 예측 모드의 인덱스 및 상단 인트라 예측 모드의 인덱스 나타낸다. 발생 확률이 높거나 우선적으로 채택되어야 하는 인트라 예측 모드에 작은 인덱스가 할당된다.

즉 MPM결정식 1에 따르면, 좌측 인트라 예측 모드의 인덱스 및 상단 인트라 예측 모드의 인덱스 중 인덱스가 작은 순서대로 제1순위, 제2순위 후보 인트라 예측 모드들에 매핑되므로, 좌측 인트라 예측 모드의 인덱스 및 상단 인트라 예측 모드 중에서 상대적으로 발생 확률이 높거나 우선적으로 채택되어야 하는 순서대로 후보 인트라 예측 모드로서 채택될 수 있다.

비디오 복호화 장치(20)의 경우도 유사하다. 비트스트림으로부터 MPM플래그를 파싱하여 좌측/상단 인트라 예측 모드들과 현재 인트라 예측 모드가 상이한 경우에는 비트스트림으로부터 현재 인트라 예측 모드를 나타내는 현재 인트라모드 정보가 파싱하고, 좌측/상단 인트라 예측 모드들 중에서 현재 인트라 예측 모드와 동일한 모드가 있는 경우에는 현재 인트라 예측 모드를 예측하기 위한 둘 이상의 서로 다른 후보 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.

하지만 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 상호 동일한 경우에는, 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 후보 인트라 예측 모드로 채택되더라도, 아직 복수 개의 서로 다른 후보 인트라 예측 모드가 결정되지 않는다.

이하, 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드 중에 현재 인트라 예측 모드와 동일한 모드가 있고, 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 상호 동일한 경우에, 복수 개의 서로 다른 후보 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 일 실시예들이 상술된다.

1. 복수 개의 후보 인트라 예측 모드는, 서로 다른 디폴트 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 디폴트 인트라 예측 모드로서, 확률적으로 발생 가능성이 높은 인트라 예측 모드, 예측 성능이 우수한 인트라 예측 모드, 좌측 인트라 예측 모드와 근사한 모드 등이 채택될 수 있다. 발생 가능성이 높거나 예측 성능이 우수한 예측 모드는 DC 예측 모드, 플라나 모드(Planar mode), 수직 방향 예측 모드(Vertical mode) 등을 포함할 수 있다.

인트라 예측 모드 중 플라나 모드에 따라 인트라 예측이 수행되는 경우, 예측단위 내의 픽셀 밝기가 그라데이션 형태를 가지며, 소정 방향에 따라 점차 밝아지거나 어두워지도록 예측될 수 있다.

예를 들어, 좌측 인트라 예측 모드가 DC 예측 모드 또는 플라나 모드인 경우에, 3개의 후보 인트라 예측 모드들은, 디폴트 인트라 예측 모드들로서, DC 예측 모드, 플라나 모드, 수직 방향 예측 모드로 결정될 수 있다.

2. 복수 개의 후보 인트라 예측 모드는, 좌측 인트라 예측 모드 및 디폴트 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다.

<MPM결정식 2>

if(leftIntraMode == aboveIntraMode ==DC)

aboveIntramode = Planar mode {or 0 if no planar mode}

else

aboveIntraMode = DC

MPM결정식 2에 따라 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드을 결정한 후 다시 MPM결정식 1에 따라 후보 인트라 예측 모드들이 결정될 수 있다.

MPM결정식 2에 따르면, 우선 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 둘다 DC 인트라 모드인 경우에는 상단 인트라 예측 모드가 플라나 모드(또는 인덱스 0인 인트라 예측 모드)로 변경될 수 있다. 이 경우 MPM결정식 1에 따라 후보 인트라 예측 모드들은, 좌측 인트라 예측 모드인 DC 예측 모드 또는 플라나 모드(또는 인덱스 0인 인트라 예측 모드)를 포함할 수 있다.

또한, MPM결정식 2에 따르면, 우선 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드 중 적어도 하나는 DC 인트라 모드가 아닌 경우에, 상단 인트라 예측 모드가 DC 예측 모드로 변경될 수 있다. 이 경우 MPM결정식 1에 따라 후보 인트라 예측 모드들은, 좌측 인트라 예측 모드 또는 DC 모드를 포함할 수 있다.

3. 복수 개의 후보 인트라 예측 모드가, 좌측 인트라 예측 모드를 이용하거나 변형한 값으로 결정될 수 있다.

예를 들어, 좌측 인트라 예측 모드가 소정 방향의 인트라 예측 모드인 경우에, 후보 인트라 예측 모드들은, 좌측 인트라 예측 모드를 포함하고, 또한 좌측 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스로부터 소정 오프셋만큼 증가하거나 감소한 인덱스에 대응하는 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다.

<MPM결정식 3>

MPM0 = leftIntraMode;

MPM1 = leftIntraMode - n;

MPM2 = leftIntraMode + n;

MPM결정식 3에 따르면, 제1순위 후보 인트라 예측 모드는 좌측 인트라 예측모드, 제2순위 후보 인트라 예측 모드는 좌측 인트라 예측 모드보다 인덱스가 n만큼 작은 모드, 제3순위 후보 인트라 예측 모드는 좌측 인트라 예측 모드보다 인덱스가 n만큼 큰 모드로 채택될 수 있다. n은 1, 2 등 정수일 수 있다.

4. 좌측 인트라 예측 모드의 값과 이에 대응하는 후보 인트라 예측 모드들의 상관 관계를 나타내는 룩업테이블을 이용하여 복수 개의 후보 인트라 예측 모드들이 결정될 수 있다. 즉 룩업테이블에 기초하여, 현재 좌측 인트라 예측 모드에 매핑하는 복수 개의 후보 인트라 예측 모드들이 선택될 수도 있다. 전술한 1., 2., 3.의 예도 좌측 인트라 예측 모드에 따라 후보 인트라 예측 모드들이 결정되므로, 좌측 인트라 예측 모드에 따른 룩업테이블의 매핑 방식과 유사한 결과가 도출될 수 있다.

5. 후보 인트라 예측 모드들의 룩업테이블은, 제1순위로 좌측 인트라 예측 모드를 포함하고, 2순위부터는 통계적으로 발생빈도가 가능 높은 인트라 예측 모드들을 순서대로 포함할 수 있다.

6. 이전에 부호화(복호화)된 인트라 예측 모드들마다 발생 빈도 또는 통계적 확률을 결정하고, 통계적 확률이 가장 높은 인트라 예측 모드들이 후보 인트라 예측 모드들로 채택될 수 있다.

7. 좌측 예측단위과 상단 예측단위을 제외한 이웃 예측단위들 중에서 좌측, 상단 예측단위의 인트라 예측 모드와 다른 인트라 예측 모드가 검출되면, 후보 인트라 예측 모드들은, 좌측(상단) 인트라 예측 모드 및 검출된 이웃 예측단위의 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다.

도 5a는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치가 소정의 예측 모드에 따라 레지듀얼 데이터를 부호화하는 흐름도를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 깊이 영상에 대해 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 깊이 영상을 복호화 하기 위해 소정 예측 모드(예컨대, DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드)를 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 소정의 예측 모드 중 일부를 SDC(Simplified Depth Coding)모드로 구성할 수 있다. SDC(Simplified Depth Coding)모드는 칼라 영상과 달리 평탄한 부분이 많은 깊이 영상을 효율적으로 부호화하기 위한 모드로, 인터 레이어 부호화 장치(10)는 소정의 예측 모드를 SDC모드로 구성할 수 있다. 또한, 인터 레이어 부호화 장치(10)는 예측 모드를 SDC 모드로 취급하여 생성된 예측 블록과 현재 블록에 대한 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않거나, 레지듀얼 데이터 중 일부만을 부호화하여 깊이 영상에 대한 부호화 효율을 도모할 수 있다.

단계 502에서, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 깊이 인트라 모드 중 하나 이상의 모드를 SDC 모드로 구성할 수 있다. 예를 들어, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 PLANAR 모드를 SDC 모드로 구성할 수 있다. 또는, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 PLANER 모드와 DMM1 모드를 SDC 모드로 구성할 수 있다. 또는, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 수평 방향 예측 모드와 수직 방향 예측 모드를 SDC 모드로 구성할 수 있다.

단계 502에서, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 도 4에서 상술한 MPM(Most Probable Mode)모드들 중 일부를 선택하여 SDC 모드로 구성할 수 있다. 이 경우, 주변 블록들의 예측 모드가 인트라 모드가 아닐 경우에는 PLANER 모드와 같은 임의의 인트라 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 가장 첫 번째, 즉, 제1순위 후보 인트라 예측 모드인 MPM 만을 SDC 모드로 구성할 수 있다. 또는, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 MPM 모드들 중 한 개 이상의 모드들을 SDC 모드로 구성할 수 있다.

단계 502에서, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 인트라 모드와 MPM 모드들 중 일부를 SDC 모드로 구성할 수 있다. 예를 들어, 한 개의 인트라 모드(PLANER 모드 또는 DMM1모드)와 가장 첫 번째 MPM 모드로 SDC를 구성할 수 있다. 또는 예를 들어 한 개 이상의 깊이 인트라 모드들과 한 개 이상의 MPM 모드들로 SDC 모드를 구성할 수 있다.

단계 502에서, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 부호화 단위(Coding Unit) 또는 예측 단위(Prediction Unit)의 크기에 기초하여 SDC 모드를 다르게 구성할 수 있다. 즉, 부호화 단위 또는 예측 단위의 크기에 기초하여 인트라 모드들 중 한 개 이상의 모드들과 MPM 모드들 중 한 개 이상의 모드들로 서로 다르게 SDC 모드를 구성할 수 있다. 다른 실시예로 비디오 부호화 장치(10)는 부호화 단위(Coding Unit) 또는 예측 단위(Prediction Unit)의 크기에 기초하여 SDC 모드를 구성하지 않을 수 있다. 즉 특정 부호화 단위(Coding Unit) 또는 예측 단위(Prediction Unit)의 크기에서는 SDC 모드를 사용하지 않을 수 있다.

예를 들어, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 부호화 단위의 크기가 64x64 이상일 경우 SDC 모드를 {MPM1, MPM2, MPM3}와 같이 구성할 수 있다. MPM1, MPM2, MPM3는 각각 제1순위 후보 인트라 예측 모드, 제2순위 후보 인트라 예측 모드, 제3순위 후보 인트라 예측 모드를 의미한다. 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 부호화 단위의 크기가 32x32 미만인 경우 SDC 모드를 {MPM1, MPM2, DMM1} 과 같이 구성할 수 있다. 즉, 부호화 단위의 크기가 충분히 작은 경우에는 MPM3 로 예측 블록을 생성한 경우 부호화 효율이 좋지 않을 수 있으므로, MPM3 대신 DMM1을 SDC 모드로 구성할 수 있다.

다른 실시 예로, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 부호화 단위의 크기가 64x64 이상일 경우 SDC 모드를 구성하지 않을 수 있다. 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 부호화 단위의 크기가 32x32 미만인 경우 SDC 모드를 모든 인트라 예측 모드들로 구성할 수 있다.

단계 502에서, 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 비트스트림에 부호화에 이용된 인트라 예측 모드가 SDC 모드로 부호화 되었는지 여부가 기록된 플래그를 기록할 수 있다.

단계 504에서, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 결정된 현재 블록의 예측 모드가 SDC 모드로 부호화 되었는지 여부를 판단할 수 있다. SDC 모드로 부호화 되면, 단계 506으로 넘어가고, SDC 모드로 부호화되지 않으면 단계 508로 넘어간다.

단계 510에서, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다. 여기서 예측 모드는 DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드 중 하나로 결정 될 수 있다. 여기서 DMM 모드는 DMM mode-1(또는, DMM_WFULL 모드) 및 DMM mode-4(또는, DMM_CPREDTEX 모드)를 포함할 수 있다.

단계 512에서, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 결정된 예측 모드에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.

단계 506에서, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 현재 블록의 예측 모드가 SDC 모드로 부호화 한다면 결정된 예측 모드로 생성된 예측 블록과 현재 예측 모드의 잔차 성분인 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않거나 일부만을 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 이는 도6을 참조하여 후술한다.

단계 508에서, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 레지듀얼 데이터의 전부를 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다.

도 5b는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치의 구성도를 도시한다.

도 5b는 도5a 에 도시된 흐름도를 수행하는 일 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치의 구성도를 나타낸다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 5a 의 인터 레이어 부호화 방법에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도5b의 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)에도 적용된다.

예측 모드 결정부(53)는 깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다. 여기서 예측 모드는 DC, Planar, Angular 및 DMM (Depth modeling mode) 모드 중 하나로 결정 될 수 있다. 여기서 DMM 모드는 DMM mode-1(또는, DMM_WFULL 모드) 및 DMM mode-4(또는, DMM_CPREDTEX 모드)를 포함할 수 있다.

예측 블록 생성부(55)는 결정된 예측 모드에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.

SDC 모드 구성부(51)는 소정의 예측 모드 중 일부를 SDC(Simplified Depth Coding)모드로 구성할 수 있다.

부호화부(57)는 현재 블록의 예측 모드를 SDC 모드로 부호화한다면 결정된 예측 모드로 생성된 예측 블록과 현재 예측 모드의 잔차 성분인 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않거나 일부만을 부호화할 수 있다.

도 6a 는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치가 현재 블록과 예측 블록의 잔차 성분인 레지듀얼 데이터를 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 현재 블록의 예측 모드를 SDC 모드로 부호화하는 경우, SDC 모드로 생성된 예측 블록과 현재 블록과의 잔차 성분인 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않을 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 현재 블록의 주변에 존재하는 화소들 중 어느 하나의 화소값만으로 예측 블록을 생성하고, 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않을 수도 있다. 비디오 부호화 장치(10)는 어느 하나의 화소만으로 예측 블록을 생성하고, 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않았다는 정보를 나타내는 플래그를 비트스트림에 포함시킬 수 있다. 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않는 경우에는, 인터 모드에서의 스킵모드와 유사하게 동작할 수 있다.

도 6b 는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치가 현재 블록과 예측 블록의 잔차 성분인 레지듀얼 데이터를 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 현재 블록의 예측 모드가 SDC 모로 부호화된 경우, 레지듀얼 데이터의 일부만을 부호화할 수 있다.

도 6b 는 현재 블록과 예측 블록의 잔차 블록을 나타낸다. 일 실시예에 따른 인터 레이어 부호화 장치(10)는 잔차 블록의 소정 위치 화소 값을 이용하여 잔차 블록에 대한 평균값을 예측할 수 있다.

예를 들어, 인터 레이어 부호화 장치(10)는 4x4 잔차 블록(60)에 있어서, 좌측 상단 화소 값(61), 우측 상단 화소값(62), 좌측 하단 화소값(63) 및 우측 하단 화소값(64)의 평균 값을 잔차 블록(60)에 대한 평균값으로 예측할 수 있다. 다른 예로 다음의 수학식 2와 같이 가중합을 이용하여 잔차 블록(40)의 평균값을 예측할 수 있다.

여기서 dc는 잔차 블록의 평균값을 나타내고, P는 각각 좌측 상단 화소 값(61), 우측 상단 화소값(62), 좌측 하단 화소값(63) 및 우측 하단 화소값(64)을 나타내며, α, β 및 γ는 가중합을 구하기 위한 변수를 나타낸다.

한편, 본 실시예에서는 4x4크기의 잔차 블록(60)의 평균을 구하는 방법에 대해서만 설명하였지만, 8x8, 16x16, 32x32 및 64x64크기의 블록에 대해서도 동일하게 적용될 수 있으며, 예측 블록과 현재 블록에 대한 평균 값을 구하여 평균값의 차이를 구하여 레지듀얼 데이터를 부호화하는 과정에서도 동일하게 적용될 수 있다.

한편, 도 6b의 실시예에서는 잔차 블록(60)의 4개의 모서리 화소값을 이용하여 잔차 블록의 평균값을 구하는 예를 상술하였지만 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 4개의 모서리 부분과 블록의 중간 부분에 위치하는 화소 값을 이용하여 평균을 구할 수도 있다.

도6(c) 및 도6(d)는 예측 모드에 따라 또는 부호화 단위, 예측 단위의 크기 에 따라 레지듀얼 데이터를 다르게 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 레지듀얼 데이터를 부호화할 때 잔차 블록에 대한 평균을 계산하여 부호화할 수 있는데, 이 경우 예측 모드, 부호화 단위 또는 예측 단위의 크기 중 적어도 하나에 기초하여, 잔차 블록에 대한 평균을 계산하는데 사용되는 화소의 위치를 다르게 결정할 수 있다.

예를 들어, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 도6(c)와 같이 부호화 단위의 크기가 64x64이고 현재 블록의 예측 모드가 MPM인 경우, 잔차 블록의 수평 또는 수직 방향으로 4번째 픽셀마다 샘플링을 수행하여, 샘플링된 화소(651, 652, 653, 654)만을 이용하여 평균 값을 계산하여 레지듀얼 데이터를 부호화할 수 있다.

또한 예를 들어, 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)는 부호화 단위의 크기가 32x32(660)이고 현재 블록의 예측 모드가 DMM인 경우 4개의 모서리에 위치한 화소(661, 662, 663, 664)만을 이용하여 평균 값을 계산하여 레지듀얼 데이터를 부호화할 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해 도 5(a) 내지 도 6(d) 에서는 각각 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10)가 수행하는 동작만을 상술하고 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)에서의 동작은 생략하였지만, 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)에서도 이에 대응되는 동작이 수행될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

다양한 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 부호화 장치(10) 및 다양한 실시예에 따른 인터 레이어 비디오 복호화 장치(20)에서, 비디오 데이터가 분할되는 블록들이 트리 구조의 부호화 단위들로 분할되고, 부호화 단위에 대한 인터 레이어 예측 또는 인터 예측을 위해 부호화 단위들, 예측 단위들, 변환 단위들이 이용되는 경우가 있음은 전술한 바와 같다. 이하 도 7 내지 19을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위 및 변환 단위에 기초한 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치가 개시된다.

도 7 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 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 7 내지 19을 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 7의 비디오 부호화 장치(100)는, 도 1을 참조하여 전술한 비디오 부호화 장치(10)의 동작을 수행할 수 있다.

부호화 단위 결정부(120)는, 비디오 부호화 장치(10)의 인트라 예측부(12)의 동작을 수행할 수 있다. 최대 부호화 단위마다, 트리 구조에 따른 부호화 단위들별로, 인트라 예측을 위한 예측단위를 결정하고 예측단위마다 인트라 예측을 수행할 수 있다.

출력부(130)는, 비디오 부호화 장치(10)의 심볼 부호화부(14)의 동작을 수행할 수 있다. 예측단위마다 인트라 예측 모드의 예측을 위해, MPM플래그를 부호화할 수 있다. 현재 예측단위의 인트라 예측 모드가 좌측/상단 예측단위의 인트라 예측 모드들 중 적어도 하나와 동일한 경우에는, 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 동일하거나 상이한지 상관없이, 항상 고정된 개수의 복수 개의 후보 인트라 예측 모드들을 결정하고, 후배 인트라 예측 모드들에 기초하여 현재 예측단위를 위한 현재 인트라모드 정보를 결정하여 부호화할 수 있다.

출력부(130)는 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 매 픽처마다 결정할 수 있다. 이와 유사하게, 후보 인트라 예측 모드들의 개수가 슬라이스마다, 최대 부호화 단위마다, 부호화 단위마다, 또는 예측단위마다 결정될 수도 있다. 이에 제한되지 않고 소정 데이터 단위마다 후보 인트라 예측 모드들의 개수가 다시 결정될 수 있다.

출력부(130)는, 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 갱신한 데이터 단위의 레벨에 따라, PPS(Picture Parameter Set), SPS(Slice Parameter Set), 최대 부호화 단위 레벨, 부호화 단위 레벨, 예측 단위 레벨 등, 다양한 데이터 단위 레벨의 파라미터로서, 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 나타내는 정보를 부호화할 수도 있다. 다만, 소정 데이터 단위마다 매번 후보 인트라 예측 모드들의 개수가 결정되더라도 항상 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 나타내는 정보를 부호화되는 것은 아니다.

도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(200)의 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 7 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.

또한, 도 8의 비디오 복호화 장치(200)는, 도 2을 참조하여 전술한 비디오 복호화 장치(20)의 동작을 수행할 수 있다.

수신부(210)는, 비디오 복호화 장치(20)의 파싱부(22)의 동작을 수행할 수 있다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)와 영상데이터 복호화부(230)는, 비디오 복호화 장치(20)의 인트라 예측부(24)의 동작을 수행할 수 있다.

파싱부(22)는, 트리 구조에 따른 부호화 단위들별로, 인트라 예측을 위한 예측단위를 결정된 경우, 예측단위마다 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드의 예측을 위한 MPM플래그를 파싱할 수 있다. 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 상호 동일하거나 상이한지 여부를 판단할 필요 없이, 비트스트림으로부터 MPM플래그에 연속하여 현재 인트라모드 정보가 파싱될 수 있다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는, MPM플래그 및 인트라모드 정보를 포함하여 블록들의 심볼들의 파싱을 완료한 후, 파싱된 정보로부터 현재 인트라 예측 모드를 복원할 수 있다. 고정 개수의 복수 개의 후보 인트라 예측 모드들을 이용하여 현재 인트라 예측 모드가 예측될 수도 있다. 영상데이터 복호화부(230)는 복원된 현재 인트라 예측 모드 및 레지듀얼 데이터를 이용하여 현재 예측단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.

영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 매 픽처마다 다시 결정할 수 있다.

파싱부(22)는, 비트스트림의 PPS(Picture Parameter Set), SPS(Slice Parameter Set), 최대 부호화 단위 레벨, 부호화 단위 레벨, 예측 단위 레벨 등, 다양한 데이터 단위 레벨의 파라미터로부터, 고정된 개수의 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 나타내는 정보를 파싱하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는, 정보가 파싱된 레벨에 대응하는 데이터 단위마다, 파싱된 정보가 나타내는 개수만큼의 후보 인트라 예측 모드들을 결정할 수 있다.

다만, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는, 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 나타내는 정보가 파싱되지 않더라도, 슬라이스마다, 최대 부호화 단위마다, 부호화 단위마다, 또는 예측단위 등 소정 데이터 단위마다 후보 인트라 예측 모드들의 개수를 갱신할 수도 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 9 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 10 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 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 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.

특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.

특히, 인트라 예측부(410)는, 비디오 부호화 장치(10)의 인트라 예측부(12)의 동작을 수행할 수 있다. 최대 부호화 단위마다, 트리 구조에 따른 부호화 단위들별로, 인트라 예측을 위한 예측단위를 결정하고 예측단위마다 인트라 예측을 수행할 수 있다.

현재 예측단위와 좌측/상단 예측단위가 동일한 경우에 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 동일하거나 상이한 경우에 모두 복수 개의 후보 인트라 예측 모드들이 결정되므로, 엔트로피 부호화부(450)는, 예측단위마다 MPM플래그를 부호화하고, 곧이어 현재 예측단위를 위한 후배 인트라 예측 모드들에 기초하여 결정된 현재 인트라모드 정보를 부호화할 수 있다.

도 11 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 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 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.

비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.

특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.

특히, 파싱부(510))는, 트리 구조에 따른 부호화 단위들별로, 인트라 예측을 위한 예측단위를 결정된 경우, 예측단위마다 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드의 예측을 위한 MPM플래그를 파싱할 수 있다. 좌측 인트라 예측 모드와 상단 인트라 예측 모드가 상호 동일하거나 상이한지 여부를 판단할 필요 없이, 비트스트림으로부터 MPM플래그에 연속하여 현재 인트라모드 정보가 파싱될 수 있다. 엔트로피 복호화부(520)는, MPM플래그 및 현재 인트라모드 정보를 포함하여 블록들의 심볼들의 파싱을 완료한 후, 파싱된 정보로부터 현재 인트라 예측 모드를 복원할 수 있다. 인트라 예측부(550)는, 복원된 현재 인트라 예측 모드 및 레지듀얼 데이터를 이용하여 현재 예측단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.

도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.

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

일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 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(640), 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이다.

각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.

마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.

마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.

마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.

마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 파티션(650)으로만 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.

동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.

각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.

도 13 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 14 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 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.

도 15 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 16, 17 및 18는 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.

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 19 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 21을 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.

도 7 내지 19를 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

설명의 편의를 위해 앞서 도 1a 내지 19을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및/또는 비디오 부호화 방법은, '본 발명의 비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1a 내지 19을 참조하여 전술된 비디오 복호화 방법 및/또는 비디오 복호화 방법은 '본 발명의 비디오 복호화 방법'으로 지칭한다

또한, 앞서 도 1a 내지 19을 참조하여 전술된 비디오 부호화 장치, 비디오 부호화 장치 또는 비디오 부호화부로 구성된 비디오 부호화 장치는, '본 발명의 비디오 부호화 장치'로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1a 내지 19을 참조하여 전술된 인터 레이어 비디오 복호화 장치, 비디오 복호화 장치 또는 비디오 복호화부로 구성된 비디오 복호화 장치는, '본 발명의 비디오 복호화 장치'로 통칭한다.

일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다.

도 20은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다.

전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 21을 참조하여 후술된다.

도 21는 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램을 디스크(26000)에 저장할 수 있다. 디스크(26000)에 저장된 프로그램을 컴퓨터 시스템(26700)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26800)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26700)에게로 전송될 수 있다.

도 20 및 21에서 예시된 디스크(26000) 뿐만 아니라, 메모리 카드, 롬 카세트, SSD(Solid State Drive)에도 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.

전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다.

도 22은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)(11000)의 전체적 구조를 도시한다. 통신시스템의 서비스 영역은 소정 크기의 셀들로 분할되고, 각 셀에 베이스 스테이션이 되는 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)이 설치된다.

컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다.

그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 24에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.

비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.

비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11900) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다.

카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD, 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.

또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다.

비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다.

일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다.

클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다.

컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다.

도 23 및 24을 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다.

도 23은, 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰(12500)의 외부 구조를 도시한다. 휴대폰(12500)은 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분의 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트폰일 수 있다.

휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12520)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12520)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12520)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12530)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12530)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다.

도 24은 휴대폰(12500)의 내부 구조를 도시한다. 디스플레이화면(12520) 및 동작 패널(12540)로 구성된 휴대폰(12500)의 각 파트를 조직적으로 제어하기 위해, 전력공급회로(12700), 동작입력제어부(12640), 영상부호화부(12720), 카메라 인터페이스(12630), LCD제어부(12620), 영상복호화부(12690), 멀티플렉서/디멀티플렉서(multiplexer/demultiplexer)(12680), 기록/판독부(12670), 변조/복조(modulation/demodulation)부(12660) 및 음향처리부(12650)가, 동기화 버스(12730)를 통해 중앙제어부(12710)에 연결된다.

사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다.

중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다.

휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 비디오 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다.

예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.

데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다.

데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12520)에 곧바로 디스플레이될 수 있다.

영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12530)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12530)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다.

다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.

휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다.

휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다.

데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다.

안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다.

영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 본 발명의 비디오 복호화 방법을 이용하여, 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원된 비디오 데이터를 생성하고, 복원된 비디오 데이터를 LCD제어부(1262)를 거쳐 디스플레이화면(1252)에게 복원된 비디오 데이터를 제공할 수 있다.

이에 따라 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 비디오 데이터가 디스플레이화면(1252)에서 디스플레이될 수 있다. 이와 동시에 음향처리부(1265)도 오디오 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환하고, 아날로그 음향 신호를 스피커(1258)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일에 포함된 오디오 데이터도 스피커(1258)에서 재생될 수 있다.

휴대폰(1250) 또는 다른 형태의 통신단말기는 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 본 발명의 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.

본 발명의 통신시스템은 도 24를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 26은 일 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.

도 25의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하여, 위성 또는 지상파 네트워크를 통해 전송되는 디지털 방송을 수신할 수 있다.

구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다.

재생장치(12830)에서 본 발명의 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다.

위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.

다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.

적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다.

비디오 신호는, 본 발명의 비디오 부호화 장치에 의해 부호화되어 저장매체에 기록되어 저장될 수 있다. 구체적으로 보면, DVD 레코더에 의해 영상 신호가 DVD디스크(12960)에 저장되거나, 하드디스크 레코더(12950)에 의해 하드디스크에 영상 신호가 저장될 수 있다. 다른 예로, 비디오 신호는 SD카드(12970)에 저장될 수도 있다. 하드디스크 레코더(12950)가 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.

자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 26의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 비디오 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 26의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 비디오 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.

도 26은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.

본 발명의 클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.

클라우드 컴퓨팅 시스템은, 사용자 단말기의 요청에 따라 인터넷과 같은 정보 통신망을 통해 컴퓨팅 자원의 온 디맨드 아웃소싱 서비스를 제공한다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서, 서비스 제공자는 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 데이터 센터의 컴퓨팅 자원를 가상화 기술로 통합하여 사용자들에게 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스 사용자는 어플리케이션(Application), 스토리지(Storage), 운영체제(OS), 보안(Security) 등의 컴퓨팅 자원을 각 사용자 소유의 단말에 설치하여 사용하는 것이 아니라, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 서비스를 원하는 시점에 원하는 만큼 골라서 사용할 수 있다.

특정 서비스 사용자의 사용자 단말기는 인터넷 및 이동통신망을 포함하는 정보통신망을 통해 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)에 접속한다. 사용자 단말기들은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)로부터 클라우드 컴퓨팅 서비스 특히, 동영상 재생 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자 단말기는 데스트탑 PC(14300), 스마트TV(14400), 스마트폰(14500), 노트북(14600), PMP(Portable Multimedia Player)(14700), 태블릿 PC(14800) 등, 인터넷 접속이 가능한 모든 전자 기기가 될 수 있다.

클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 클라우드 망에 분산되어 있는 다수의 컴퓨팅 자원(14200)을 통합하여 사용자 단말기에게 제공할 수 있다. 다수의 컴퓨팅 자원(14200)은 여러가지 데이터 서비스를 포함하며, 사용자 단말기로부터 업로드된 데이터를 포함할 수 있다. 이런 식으로 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 여러 곳에 분산되어 있는 동영상 데이터베이스를 가상화 기술로 통합하여 사용자 단말기가 요구하는 서비스를 제공한다.

사용자 DB(14100)에는 클라우드 컴퓨팅 서비스에 가입되어 있는 사용자 정보가 저장된다. 여기서, 사용자 정보는 로그인 정보와, 주소, 이름 등 개인 신용 정보를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 정보는 동영상의 인덱스(Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 인덱스는 재생을 완료한 동영상 목록과, 재생 중인 동영상 목록과, 재생 중인 동영상의 정지 시점 등을 포함할 수 있다.

사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 정보는, 사용자 디바이스들 간에 공유될 수 있다. 따라서 예를 들어 노트북(14600)으로부터 재생 요청되어 노트북(14600)에게 소정 동영상 서비스를 제공한 경우, 사용자 DB(14100)에 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리가 저장된다. 스마트폰(14500)으로부터 동일한 동영상 서비스의 재생 요청이 수신되는 경우, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)을 참조하여 소정 동영상 서비스를 찾아서 재생한다. 스마트폰(14500)이 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)를 통해 동영상 데이터스트림을 수신하는 경우, 동영상 데이터스트림을 복호화하여 비디오를 재생하는 동작은, 앞서 도 24을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다.

클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)에 저장된 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로부터 사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 재생 요청을 수신한다. 동영상이 그 전에 재생 중이었던 것이면, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로의 선택에 따라 처음부터 재생하거나, 이전 정지 시점부터 재생하느냐에 따라 스트리밍 방법이 달라진다. 예를 들어, 사용자 단말기가 처음부터 재생하도록 요청한 경우에는 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 첫 프레임부터 스트리밍 전송한다. 반면, 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다.

이 때 사용자 단말기는, 도 1a 내지 19을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 19을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 19을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.

도 1a 내지 19을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법, 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 활용되는 일 실시예들이 도 20 내지 도 26에서 전술되었다. 하지만, 도 1a 내지 19을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 일 실시예들은, 도 20 내지 도 26의 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명에 의한 방법, 프로세스, 장치, 제품 및/또는 시스템은 간단하고, 비용적으로 효과적이며, 복잡하지 않으면서 매우 다양하고 정확하다. 또한 본 발명에 의한, 프로세스, 장치, 제품 및 시스템에 알려진 구성 요소를 적용함으로써 즉시 이용할 수 있으면서 효율적이고 경제적인 제조, 응용 및 활용을 구현할 수 있다. 본 발명의 또 다른 중요한 측면은 비용 감소, 시스템 단순화, 성능 증가를 요구하는 현 추세에 부합한다는 것이다. 이러한 본 발명의 실시 예에서 볼 수 있는 유용한 양상은 결과적으로 적어도 현 기술의 수준을 높일 수 있을 것이다.

본 발명은 특정한 최상의 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 이외에 본 발명에 대체, 변형 및 수정이 적용된 발명들은 전술한 설명에 비추어 당업자에게 명백할 것이다. 즉, 청구범위는 이러한 모든 대체, 변형 및 수정된 발명을 포함하도록 해석한다. 그러므로 이 명세서 및 도면에서 설명한 모든 내용은 예시적이고 비제한적인 의미로 해석해야 한다.

Claims

인터 레이어 비디오 부호화 방법에 있어서,
하나 이상의 예측 모드를 SDC(Simplified Depth Coding)모드로 구성하는 단계;
깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 예측 모드를 이용하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및
상기 예측 블록을 이용하여 상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하는 인터 레이어 비디오 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 SDC 모드를 구성하는 단계는,
DC, Planar, angular, DMM(Depth modeling mode) 및 MPM(Most Probable Mode)모드들 중 적어도 하나의 예측 모드를 SDC 모드로 구성하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제2항에 있어서, 상기 SDC 모드를 구성하는 단계는,
부호화 단위(Coding Unit) 또는 예측 단위(Prediction Unit)의 크기에 기초하여 상기 SDC모드를 다르게 구성하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제3항에 있어서, 상기 SDC 모드를 다르게 구성하는 단계는,
상기 부호화 단위 또는 상기 예측 단위가 소정의 크기보다 크면 상기 SDC 모드를 구성하지 않는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계는,
상기 결정된 예측 모드가 상기SDC 모드로 부호화되었는지 여부에 대한 플래그를 상기 비트스트림에 포함시키는 단계를 포함하는 비디오 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계는,
상기 결정된 예측 모드를 상기 SDC 모드로 부호화하는 경우, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않거나 상기 레지듀얼 데이터 중 일부만을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제6항에 있어서, 상기 레지듀얼 데이터 중 일부만을 부호화하는 단계는,
상기 레지듀얼 데이터의 전부 또는 일부를 평균하여 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제7항에 있어서, 상기 레지듀얼 데이터의 일부를 평균하여 부호화하는 단계는,
상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 잔차 블록의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값을 평균하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
제7항에 있어서, 상기 레지듀얼 데이터의 일부를 평균하여 부호화하는 단계는,
상기 예측 블록과 상기 현재 블록 차이인 잔차 블록 내의 일부 화소들의 값을 평균하는 단계를 포함하고,
상기 일부 화소의 상기 잔차 블록 내의 위치는, 상기 예측 모드, 부호화 단위 또는 예측 단위의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
인터 레이어 비디오 부호화 장치에 있어서,
하나 이상의 예측 모드를 SDC(Simplified Depth Coding)모드로 구성하는 SDC모드 구성부;
깊이 영상의 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 예측모드 결정부;
상기 예측 모드를 이용하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부; 및
상기 예측 블록을 이용하여 상기 깊이 영상을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 부호화부를 포함하는 인터 레이어 비디오 부호화 장치.
제10항에 있어서, 상기 SDC 모드 구성부는,
DC, Planar, angular, DMM(Depth modeling mode) 및 MPM(Most Probable Mode)모드들 중 적어도 하나의 예측 모드를 SDC 모드로 구성하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
제11항에 있어서, 상기 SDC 모드 구성부는,
부호화 단위(Coding Unit) 또는 예측 단위(Prediction Unit)의 크기에 기초하여 상기 SDC모드를 다르게 구성하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
제12항에 있어서, 상기 SDC 모드 구성부는,
상기 부호화 단위 또는 상기 예측 단위가 소정의 크기보다 크면 상기 SDC모드를 구성하지 않는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
제10항에 있어서, 상기 부호화부는,
상기 결정된 예측 모드가 상기SDC 모드로 부호화되었는지 여부에 대한 플래그를 상기 비트스트림에 포함시키는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
제10항에 있어서, 상기 부호화부는,
상기 결정된 예측 모드를 상기 SDC 모드로 부호화하는 경우, 상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 레지듀얼 데이터를 부호화하지 않거나 상기 레지듀얼 데이터 중 일부만을 부호화하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
제15항에 있어서, 상기 부호화부는,
상기 레지듀얼 데이터의 전부 또는 일부를 평균하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
제16항에 있어서, 상기 부호화부는,
상기 예측 블록과 상기 현재 블록의 차이인 잔차 블록의 좌측 상단 화소 값, 우측 상단 화소 값, 좌측 하단 화소 값 및 우측 하단 화소 값을 평균하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
제16항에 있어서, 상기 부호화부는,
상기 예측 블록과 상기 현재 블록 차이인 잔차 블록 내의 일부 화소들의 값을 평균하는 것을 특징으로 하고,
상기 일부 화소의 상기 잔차 블록 내의 위치는, 상기 예측 모드, 부호화 단위 또는 예측 단위의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 비디오 부호화 장치.
제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에서 수행되는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.