KR20150051963A - Method and apparatus for video decoding by individual parsing or decoding in data unit level, and method and apparatus for video encoding for individual parsing or decoding in data unit level - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것이다.The present invention relates to video encoding and decoding.
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 부복호화되고 있다. 매크로블록들은 순차적으로 부복호화되며 주변 정보를 참조하는 예측 부호화 또는 복호화가 널리 이용되고 있다.Background of the Invention [0002] As the development and dissemination of hardware capable of playing back and storing high-resolution or high-definition video content increases the need for video codecs to effectively encode or decode high-definition or high-definition video content. According to the existing video codec, the video is decoded according to a limited encoding method based on a macroblock of a predetermined size. The macroblocks are sequentially decoded and predictive coding or decoding that refers to surrounding information is widely used.
본 발명은 소정 데이터 단위 레벨의 독립적 부호화에 따른 비디오 부호화, 소정 데이터 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여, 데이터 단위의 독립 파싱(parsing) 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 추출하는 단계; 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 상기 비트스트림을 파싱하여, 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출하는 단계; 및 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 부호화된 비디오 데이터의 최대 부호화 단위별로, 적어도 하나의 부호화 심도별 부호화 단위를 복호화하는 단계를 포함한다.A video decoding method according to an embodiment of the present invention includes receiving at least one of information indicating whether or not to independently parse a data unit and information indicating whether the data unit is independently decoded, Extracting; Parsing the bitstream based on information indicating whether the data unit is independently parsed to extract information on the encoded video data and the encoding depth and coding mode for each maximum encoding unit; And decoding at least one coding unit for each coding depth in units of a maximum coding unit of the coded video data on the basis of information indicating whether the data unit is independently decoded and information on coding depth and coding mode for each coding unit .
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. An encoding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and a depth.
심도란 부호화 단위가 계층적으로 분할되는 단계를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 본 명세서에서는, 높은 심도 또는 상위 심도로부터 낮은 심도 또는 하위 심도의 방향으로 '심도가 깊어진다'고 정의한다. 심도가 깊어짐에 따라 최대 부호화 단위의 분할 횟수가 증가하고, 최대 부호화 단위의 분할 가능한 총 횟수가 '최대 심도'로 대응된다. 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도가 미리 설정되어 있을 수 있다. Depth indicates a stage in which coding units are hierarchically divided. As the depth increases, the depth coding units can be divided from the maximum coding unit to the minimum coding unit. In the present specification, it is defined that the depth is deepened from a high depth or a high depth toward a low depth or a bottom depth. As the depth increases, the number of division of the maximum encoding unit increases and the total number of divisions of the maximum encoding unit corresponds to 'maximum depth'. The maximum size and the maximum depth of the encoding unit may be preset.
일 실시예에 따른 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보는, 최대 부호화 단위마다 독립적으로 부호화된 정보를 상기 비트스트림으로부터 추출할 수 있는지 여부를 나타내는 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는, 최대 부호화 단위마다 독립적으로 부호화된 데이터를 복호화할 수 있는지 여부를 나타내는 부호화 단위 레벨의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. The information indicating whether or not the data unit is independently parsed includes information indicating whether or not to independently parse the encoding unit level indicating whether information independently encoded for each maximum encoding unit can be extracted from the bitstream And the information indicating whether the data unit is independently decoded may include information indicating whether or not the decoding unit independently decodes the data encoded independently for each maximum encoding unit.
일 실시예에 따른 상기 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 상기 부호화 단위 레벨의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 서로 독립적으로 설정될 수 있다. Information indicating whether the encoding unit level is independently parsed and information indicating whether the encoding unit level is independently decoded may be set independently of each other.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 데이터 단위의 독립 파싱 또는 상기 데이터 단위의 독립 복호화에 따라, 상기 부호화 단위의 예측 복호화를 위한 소정 주변 정보가 상기 부호화 단위보다 이전에 복호화되지 않아 참조될 수 없는 상태인 경우, 상기 부호화 단위가 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조하여 상기 부호화 단위의 예측 복호화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in accordance with the independent parsing of the data unit or the independent decoding of the data unit, predetermined peripheral information for predictive decoding of the encoding unit is not decoded before the encoding unit, And performing prediction decoding of the encoding unit by searching for and referring to surrounding information that can be referred to by the encoding unit when the encoding unit is not present.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 비디오 중 부분적 영역만이 복호화 대상인 경우, 부호화 단위 레벨의 독립 부호화 여부를 나타내는 정보에 기초하여 상기 부호화된 비디오 데이터 중 상기 부분적 영역에 해당하는 적어도 하나의 최대 부호화 단위만을 복호화할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the case where only a partial area of the video is a decoding target, the decoding step may include a decoding step of decoding at least one maximum value of the partial area of the coded video data Only the encoding unit can be decoded.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은, 부호화 단위 레벨의 독립 부호화 여부를 나타내는 정보에 기초하여, 상기 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복호화된 비디오 데이터를 상기 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복원하여 재생하는 단계를 더 포함할 수 있다. The video decoding method according to an embodiment includes a step of parallelly restoring and reproducing video data decoded in parallel at the coding unit level at the coding unit level on the basis of information indicating whether or not the coding unit level is independently encoded As shown in FIG.
일 실시예에 따른 상기 예측 복호화 단계는, 상기 부호화 단위의 인트라 예측, 인터 예측, 주파수 영역 예측 복호화, 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding; CABAC)에 따른 엔트로피 복호화 및 인트라 예측값의 후처리 중 적어도 하나의 동작을 위해, 상기 부호화 단위의 현재 주변 정보가 참조할 수 없는 상태인 경우, 상기 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 다른 주변 정보 또는 현재 부호화 단위의 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.The predictive decoding step according to an exemplary embodiment of the present invention may include a step of performing intra prediction, inter prediction, frequency domain prediction decoding, entropy decoding based on Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) For decoding the predictive value using at least one of neighboring information currently available to the coding unit or information of the current coding unit when the current peripheral information of the coding unit can not be referred to for at least one operation of the prediction unit can do.
일 실시예에 따른 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 상기 비트스트림의 슬라이스 헤더 또는 시퀀스 파라미터 세트로부터 추출될 수 있다. Information indicating whether the data unit is independently parsed or information indicating whether the data unit is independently decoded may be extracted from a slice header or a sequence parameter set of the bitstream according to an exemplary embodiment.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은, 현재 픽처를 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할하는 단계; 상기 최대 부호화 단위의 적어도 하나의 분할 영역 별로, 심도가 깊어짐에 따라 상위 심도의 부호화 단위가 분할되는 계층적 구조의 심도별 부호화 단위에 기초하여 상기 최대 부호화 단위의 비디오 데이터를 부호화하고, 부호화 결과가 출력될 심도인 부호화 심도를 결정하는 단계; 및 상기 최대 부호화 단위마다 상기 부호화 심도의 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하고, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 비트스트림을 출력하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a video encoding method including: dividing a current picture into at least one maximum encoding unit that is a maximum-size encoding unit; Coding the video data of the maximum coding unit on the basis of the depth-dependent coding unit of the hierarchical structure in which the coding unit of the higher depth is divided for each of at least one divided region of the maximum coding unit, Determining an encoding depth to be output; And information indicating a coding depth and a coding mode for each of the coding units, the information indicating whether to independently parse the data units, and whether to independently decode the data units And outputting a bitstream including at least one of the information.
일 실시예에 따른 상기 비트스트림 출력 단계는, 상기 부호화 심도 결정을 위한 부호화 동작 중 상기 데이터 단위마다 독립적으로 부호화했는지 여부에 따라, 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of outputting the bitstream according to an embodiment may include a step of setting information indicating whether the data unit is independently decoded according to whether encoding is independently performed for each data unit in the coding operation for determining the coding depth .
일 실시예에 따른 상기 비트스트림 출력 단계는, 상기 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가, 상기 데이터 단위마다 독립적으로 상기 비트스트림에 삽입되는지 여부에 따라, 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보를 설정하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the bitstream outputting step may include a step of, based on whether the encoded video data and the information on the encoding depth and encoding mode for each maximum encoding unit are embedded in the bitstream independently for each data unit, And setting information indicating whether the data unit is to be independently parsed.
일 실시예에 따른 상기 부호화 단계는, 상기 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 참조 정보가 상기 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 부호화됨에 따라 상기 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 상기 부호화 단위를 예측하기 위해 상기 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 중 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the reference information for predictive encoding of the encoding unit is independently encoded at the encoding unit level, if the reference information is not related to the encoding unit encoded before the encoding unit, And searching for and referring to peripheral information that can be referred to among the peripheral information encoded before the encoding unit to predict the unit.
일 실시예에 따른, 상기 참조 단계는, 상기 부호화 단위의 인트라 예측, 주파수 영역 예측 부호화, 인터 예측, 인트라 예측 후 후처리 및 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화에 따른 엔트로피 부호화를 수행하는 경우, 상기 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 또는 현재 부호화 단위의 정보를 참조하여 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, in the case where the entropy encoding according to the intra prediction, the frequency domain prediction encoding, the inter prediction, the post-intra prediction, and the context based adaptive binary arithmetic coding of the coding unit is performed, And referring to the information of the current encoding unit or surrounding information encoded before the current encoding unit in the information.
일 실시예에 따른 상기 비디오 부호화 방법 및 일 실시예에 따른 상기 비디오 복호화 방법은, 복수 개의 독립적인 프로세서에 의해, 상기 복수 개의 부호화 단위들씩 동시에 병렬 처리할 수 있다. The video encoding method and the video decoding method according to an embodiment may parallelly process the plurality of encoding units simultaneously by a plurality of independent processors.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 추출하는 파싱부; 상기 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 상기 비트스트림을 파싱하여, 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출하는 추출부; 및 상기 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 부호화된 비디오 데이터의 최대 부호화 단위별로, 적어도 하나의 부호화 심도별 부호화 단위를 복호화하는 복호화부를 포함한다.
A video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a parsing unit that receives a bitstream of encoded video and extracts at least one of information indicating whether the data unit is independently parsed or information indicating whether the data unit is independently decoded, part; An extracting unit for parsing the bitstream based on information indicating whether the data unit is independently parsed and extracting encoded video data and information on a coding depth and a coding mode for each maximum coding unit; And decoding at least one coding unit for each coding depth in units of a maximum coding unit of the coded video data on the basis of information indicating whether the data unit is independently decoded and information on coding depth and coding mode for each coding unit And a decoding unit.
*일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 현재 픽처를 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할하는 최대 부호화 단위 분할부; 상기 최대 부호화 단위의 적어도 하나의 분할 영역 별로, 심도가 깊어짐에 따라 상위 심도의 부호화 단위가 분할되는 계층적 구조의 심도별 부호화 단위에 기초하여 상기 최대 부호화 단위의 비디오 데이터를 부호화하고, 부호화 결과가 출력될 심도인 부호화 심도를 결정하는 부호화 심도 결정부; 및 상기 최대 부호화 단위마다 상기 부호화 심도의 부호화된 비디오 데이터 및 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하고, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 비트스트림을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.A video encoding apparatus according to an exemplary embodiment includes: a maximum encoding unit division unit that divides a current picture into at least one maximum encoding unit, which is a maximum-size encoding unit; Coding the video data of the maximum coding unit on the basis of the depth-dependent coding unit of the hierarchical structure in which the coding unit of the higher depth is divided for each of at least one divided region of the maximum coding unit, An encoding depth determination unit for determining an encoding depth, which is a depth to be outputted; And information indicating a coding depth and a coding mode for each of the coding units, the information indicating whether to independently parse the data units, and whether to independently decode the data units And an output unit outputting a bitstream including at least one of the information.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 포함한다. 또한 본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 포함한다.The present invention includes a computer-readable recording medium on which a program for implementing a video decoding method according to an embodiment of the present invention is recorded. The present invention also includes a computer-readable recording medium on which a program for implementing a video coding method according to an embodiment of the present invention is recorded.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 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 예측 단위를 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 10a, 10b 및 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위별 부호화 정보를 도시한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 위한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 16 은 H.264 표준 부복호화 방식에 의한 슬라이스 레벨의 병렬처리에 대한 개요도를 도시한다.
도 17 는 본 발명의 일 실시예에 따라 가능한 슬라이스 레벨의 병렬처리 및 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 조합들에 대한 표를 도시한다.
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 도식을 도시한다.
도 19 는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 단위의 계층적 병렬처리의 도식을 도시한다.
도 20 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립 복호화에 의해 가능한 부분적 복호화의 도식을 도시한다.
도 21 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 병렬 복호화에 의해 가능한 부호화 단위의 병렬 디스플레이의 도식을 도시한다.
도 22 는 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 삽입된 시퀀스 파라미터 세트의 신택스를 도시한다.
도 23 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 도식을 도시한다.
도 24a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 복원 샘플을 이용한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.
도 24b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.
도 25 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한, CABAC 방식에 따르는 엔트로피 부복호화의 도식을 도시한다.
도 26 은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화를 위한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 27 는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.1 shows a block diagram of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 shows a block diagram of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a concept of an encoding unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of an image encoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of an image decoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates a depth-based coding unit and a prediction unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a relationship between an encoding unit and a conversion unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 illustrates depth-specific encoding information, in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows a depth encoding unit according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 10A, 10B, and 10C illustrate the relationship between an encoding unit, a prediction unit, and a frequency conversion unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows encoding information for each encoding unit according to an embodiment of the present invention.
12 shows a flowchart of a video coding method according to an embodiment of the present invention.
13 shows a flowchart of a video decoding method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows a block diagram of a video encoding apparatus for independent unit level independent parsing and decoding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
16 shows a schematic diagram of parallel processing of slice levels by the H.264 standard part decoding method.
FIG. 17 shows a table for possible combinations of slice level parallel processing and encoding unit level parallel processing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 shows a diagram of a parallel processing at an encoding unit level according to an embodiment of the present invention.
Figure 19 illustrates a diagram of hierarchical parallel processing of data units in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 20 illustrates a partial decoding scheme that is possible by independent decoding of coding unit levels according to an embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating a parallel display of encoding units possible by parallel decoding at the encoding unit level according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 shows a syntax of a sequence parameter set into which information indicating whether to independently parse an encoding unit level and information indicating whether to independently decode an encoding unit level is inserted according to an embodiment.
FIG. 23 shows a diagram of intra prediction for independent decoding at an encoding unit level according to an embodiment of the present invention.
24A illustrates a post-processing scheme of intra prediction using a reconstructed sample according to an embodiment of the present invention.
FIG. 24B shows a diagram of post-processing of intra prediction for independent decoding at the coding unit level according to an embodiment of the present invention.
FIG. 25 illustrates a scheme of entropy decoding according to the CABAC scheme for independent coding of coding unit levels and independent decoding of coding unit levels according to an embodiment of the present invention.
26 shows a flowchart of a video encoding method for independent parsing or decoding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 27 shows a flowchart of a video decoding method according to an independent parsing or decoding method according to an embodiment of the present invention.
이하 도 1 내지 도 27을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 상술된다. 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 공간적으로 계층적인 데이터 단위에 기반한 비디오의 부호화 및 비디오의 복호화가 후술되고, 도 14 내지 도 27을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화를 고려한 비디오의 부호화 및 비디오의 복호화가 후술된다.Hereinafter, a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, a video encoding method, and a video decoding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 27. Encoding and decoding of video based on spatially hierarchical data units according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 13, and with reference to FIGS. 14 to 27, The coding of the video and the decoding of the video in consideration of the independent unit of coding or independent decoding according to the coding unit level will be described later.
이하 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 상술된다.Hereinafter, a video encoding apparatus, a video encoding apparatus, a video encoding method, and a video decoding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.1 shows a block diagram of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 심도 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다.The video coding apparatus 100 according to an embodiment includes a maximum coding
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. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 심도 결정부(120)로 출력될 수 있다.The maximum coding
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 부호화 단위가 계층적으로 분할되는 단계를 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.An encoding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and a depth. Depth indicates a stage in which coding units are hierarchically divided. As the depth increases, the depth coding units can be divided from the maximum coding unit to the minimum coding unit. The depth of the maximum encoding unit is the highest depth and the minimum encoding unit can be defined as the least significant encoding unit. As the depth of the maximum encoding unit increases, the size of the depth-dependent encoding unit decreases, so that the encoding unit of the higher depth may include a plurality of lower-depth encoding units.
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. As described above, according to the maximum size of an encoding unit, the image data of the current picture is divided into a maximum encoding unit, and each maximum encoding unit may include encoding units divided by depth. Since the maximum encoding unit according to an embodiment is divided by depth, image data of a spatial domain included in the maximum encoding unit can be hierarchically classified according to depth.
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.The maximum depth for limiting the total number of times the height and width of the maximum encoding unit can be hierarchically divided and the maximum size of the encoding unit may be preset.
부호화 심도 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 심도 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.The
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. The image data in the maximum encoding unit is encoded based on the depth encoding unit according to at least one depth below the maximum depth, and the encoding results based on the respective depth encoding units are compared. As a result of the comparison of the encoding error of the depth-dependent encoding unit, the depth with the smallest encoding error can be selected. At least one coding depth may be determined for each maximum coding unit.
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.As the depth of the maximum encoding unit increases, the encoding unit is hierarchically divided and divided, and the number of encoding units increases. In addition, even if encoding units of the same depth included in one maximum encoding unit, the encoding error of each data is measured and it is determined whether or not the encoding unit is divided into lower depths. Therefore, even if the data included in one maximum coding unit has a different coding error according to the position, the coding depth can be determined depending on the position. Accordingly, one or more coding depths may be set for one maximum coding unit, and data of the maximum coding unit may be divided according to one or more coding depth encoding units.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 주파수 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다. The predictive encoding and frequency conversion of the maximum encoding unit can be performed. Likewise, predictive coding and frequency conversion are performed on the basis of the depth coding unit for each maximum coding unit and for each depth below the maximum depth.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 주파수 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위을 기반으로 예측 부호화 및 주파수 변환을 설명하겠다.Since the number of coding units per depth is increased every time the maximum coding unit is divided by the depth, the coding including the predictive coding and the frequency conversion should be performed for every depth coding unit as the depth increases. For convenience of explanation, predictive coding and frequency conversion will be described based on a coding unit of a current depth among at least one maximum coding unit.
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, 주파수 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.The video encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment may select various sizes or types of data units for encoding image data. To encode the image data, a step such as predictive encoding, frequency conversion, and entropy encoding is performed. The same data unit may be used for all steps, and the data unit may be changed step by step.
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. For example, the video coding apparatus 100 can select not only a coding unit for coding image data but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive coding of the image data of the coding unit.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 최대 부호화 단위의 심도별 부호화 단위의 부분적 데이터 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 부호화 단위의 부분적 데이터 단위는, 부호화 단위 및 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. For predictive coding of the maximum coding unit, predictive coding may be performed based on the partial data unit of the coding unit for each depth of the maximum coding unit. The partial data unit of the encoding unit may include a data unit in which at least one of the height and the width of the encoding unit and the depth encoding unit is divided.
예를 들어, 부호화 단위의 크기가 2Nx2N(단, N은 양의 정수)인 경우, 부분적 데이터 단위의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 부호화 단위의 높이 또는 너비 중 적어도 하나를 반분하는 형태의 데이터 단위 이외에도 다양하게 분할한 형태의 데이터 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수도 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 데이터 단위는 '예측 단위'라고 지칭될 수 있다.For example, when the size of the encoding unit is 2Nx2N (where N is a positive integer), the size of the partial data unit may be 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, and the like. Prediction coding may be performed based on data units of various types, in addition to data units of a type in which at least one of the height and the width of an encoding unit is divided by half. Hereinafter, a data unit on which prediction encoding is based may be referred to as a 'prediction unit'.
부호화 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 예측 단위에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 예측 단위에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.The prediction mode of the encoding unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode. For example, the intra mode and the inter mode can be performed for prediction units of 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, and NxN sizes. In addition, the skip mode can be performed only for a prediction unit of 2Nx2N size. Encoding is performed independently for each prediction unit within an encoding unit, and a prediction mode having the smallest encoding error can be selected.
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 주파수 변환을 수행할 수 있다.In addition, the video encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment may perform frequency conversion of image data of an encoding unit based on not only an encoding unit for encoding image data but also a data unit different from the encoding unit.
부호화 단위의 주파수 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 데이터 단위를 기반으로 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환을 위한 데이터 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 데이터 단위를 포함할 수 있다. 이하, 주파수 변환의 기반이 되는 데이터 단위는 '변환 단위'라고 지칭될 수 있다.For frequency conversion of a coding unit, frequency conversion may be performed based on a data unit having a size smaller than or equal to the coding unit. For example, a data unit for frequency conversion may include a data unit for intra mode and a data unit for inter mode. Hereinafter, the data unit on which the frequency conversion is based may be referred to as a 'conversion unit'.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 주파수 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 심도 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 부호화 심도의 부호화 단위를 예측 단위로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.The coding information according to the coding depth needs not only the coding depth but also prediction related information and frequency conversion related information. Therefore, the
부호화 심도 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.The coding
출력부(130)는, 부호화 심도 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다. The
부호화된 비디오 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.The encoded video data may be a result of encoding residual data of the video.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 부호화 심도의 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 단위별 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.The information on the depth-dependent coding mode may include coding depth information, partition type information of a prediction unit of a coding unit of coding depth, prediction mode information per prediction unit, size information of a conversion unit, and the like.
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.The coding depth information can be defined using depth division information indicating whether or not coding is performed at the lower depth coding unit without coding at the current depth. If the current depth of the current encoding unit is the encoding depth, the current encoding unit is encoded in the current depth encoding unit, so that the division information of the current depth can be defined so as not to be further divided into lower depths. On the other hand, if the current depth of the current encoding unit is not the encoding depth, the encoding using the lower depth encoding unit should be tried. Therefore, the division information of the current depth may be defined to be divided into the lower depth encoding units.
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.If the current depth is not the encoding depth, encoding is performed on the encoding unit divided into lower-depth encoding units. Since there are one or more lower-level coding units in the current-depth coding unit, the coding is repeatedly performed for each lower-level coding unit so that recursive coding can be performed for each coding unit of the same depth.
하나의 최대 부호화 단위 안에 적어도 하나의 부호화 심도가 결정되며 부호화 심도마다 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.At least one coding depth is determined in one maximum coding unit and at least one coding mode information is determined for each coding depth so that information on at least one coding mode can be determined for one maximum coding unit. Since the data of the maximum encoding unit is hierarchically divided according to the depth and the depth of encoding may be different for each position, information on the encoding depth and the encoding mode may be set for the data.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 최소 부호화 단위마다 해당 부호화 정보를 설정할 수 있다. 즉, 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 최소 부호화 단위를 하나 이상 포함하고 있다. 이를 이용하여, 인근 최소 부호화 단위들이 동일한 심도별 부호화 정보를 갖고 있다면, 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 최소 부호화 단위일 수 있다.Accordingly, the
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호하 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. 또한, 픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더에 삽입될 수 있다.For example, the encoding information output through the
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.According to the simplest embodiment of the video coding apparatus 100, the coding unit for depth is a coding unit which is half the height and width of the coding unit of one layer higher depth. That is, if the size of the current depth encoding unit is 2Nx2N, the size of the lower depth encoding unit is NxN. In addition, the current encoding unit of 2Nx2N size can include a maximum of 4 sub-depth encoding units of NxN size.
따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 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 결정할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 주파수 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.Therefore, the video decoding apparatus 100 according to an embodiment determines an encoding unit of an optimal shape and size for each maximum encoding unit based on the size and the maximum depth of the maximum encoding unit determined in consideration of the characteristics of the current picture . In addition, since each encoding unit can be encoded by various prediction modes, frequency conversion methods, and the like, an optimal encoding mode can be determined in consideration of image characteristics of encoding units of various image sizes.
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.Therefore, if an image having a very high image resolution or a very large data amount is encoded in units of existing macroblocks, the number of macroblocks per picture becomes excessively large. This increases the amount of compression information generated for each macroblock, so that the burden of transmission of compressed information increases and the data compression efficiency tends to decrease. Therefore, the video encoding apparatus according to an embodiment can increase the maximum size of the encoding unit in consideration of the image size, and adjust the encoding unit in consideration of the image characteristic, so that the image compression efficiency can be increased.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.2 shows a block diagram of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 각종 프로세싱을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1 및 비디오 부호화 장치(100)을 참조하여 전술한 바와 동일하다. The
수신부(205)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다. The receiving unit 205 receives and parses the bitstream of the encoded video. The image data and encoding
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별 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. Also, the image data and encoding
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, 부호화 단위별 예측 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.Information on the coding depth and the coding mode per coding unit can be set for one or more coding depth information, and the information on the coding mode for each coding depth includes information on partition type information, prediction mode information, Size information of the conversion unit, and the like. In addition, as the encoding depth information, depth-based segmentation information may be extracted.
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.The encoding depth and encoding mode information extracted by the image data and encoding
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 최소 부호화 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 최소 부호화 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 최소 부호화 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다. 즉, 동일한 정보의 최소 부호화 단위를 모아 복호화하면, 부호화 오차가 가장 작은 부호화 심도의 부호화 단위를 기반으로 한 복호화가 가능하다.The image data and encoding
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. 최대 부호화 단위별 부호화 심도 정보에 기초하여, 영상 데이터 복호화부(230)는 적어도 하나의 부호화 심도의 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 주파수 역변환 과정을 포함할 수 있다.The image
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 단위별 예측 부호화를 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 예측 단위 및 예측 모드로 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.The image
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 주파수 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 변환 단위로 주파수 역변환을 수행할 수 있다.In addition, the image
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하는 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도로 복호화할 것을 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. The image
즉, 최소 부호화 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 최소 부호화 단위를 모아, 하나의 데이터 단위로 복호화할 수 있다. That is, it is possible to observe the encoding information set for the minimum encoding unit and to decode the minimum encoding units that hold the encoding information including the same division information, into one data unit.
일 실시예에 따른 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 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.The
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.Accordingly, even if an image with a high resolution or an excessively large amount of data is used, the information on the optimal encoding mode transmitted from the encoding end is used, and the image data is efficiently encoded according to the encoding unit size and encoding mode, Can be decoded and restored.
도 3 은 계층적 부호화 단위의 개념을 도시한다.FIG. 3 shows the concept of a hierarchical coding unit.
부호화 단위의 예는, 너비x높이가 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8, 및 4x4를 포함할 수 있다. 정사각형 형태의 부호화 단위 이외에도, 너비x높이가 64x32, 32x64, 32x16, 16x32, 16x8, 8x16, 8x4, 4x8인 부호화 단위들이 존재할 수 있다.An example of an encoding unit may include 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 from an encoding unit with a width x height of 64x64. In addition to the square-shaped encoding units, there may be encoding units whose width x height is 64x32, 32x64, 32x16, 16x32, 16x8, 8x16, 8x4, 4x8.
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 4로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 2로 설정되어 있다.With respect to the
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.It is preferable that the maximum size of the coding size is relatively large in order to improve the coding efficiency as well as to accurately characterize the image characteristics when the resolution or the data amount is large. Therefore, the maximum size of the
최대 심도는 계층적 부호화 단위에서 총 계층수를 나타낸다. 따라서, 비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 8, 4인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. The maximum depth indicates the total number of layers in the hierarchical encoding unit. Therefore, since the maximum depth of the
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 4이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 심도가 네 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8, 4인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.Since the maximum depth of the
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.4 is a block diagram of an image encoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 심도 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)를 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.The
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 주파수 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 주파수 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.The data output from the
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), 주파수 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려한 심도별 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행하여야 한다. The
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 부호화 단위 내의 예측 단위 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 변환부(430)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 변환 단위의 크기를 고려하여야 한다.In particular, the
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.5 is a block diagram of an image decoding unit based on an encoding unit according to an embodiment of the present invention.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 비디오 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 비디오 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 주파수 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다. The
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.The
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.The data in the spatial domain that has passed through the
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.In order to decode the image data in the image
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 주파수 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 부호화 심도의 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행하여야 한다. The
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 부호화 단위 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 부호화 단위의 최대 크기 및 심도를 고려하여 변환 단위의 크기를 고려하여야 한다.In particular, the
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 예측 단위를 도시한다.FIG. 6 illustrates a depth-based coding unit and a prediction unit according to an embodiment of the present invention.
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.The video encoding apparatus 100 and the
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 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 부분적 데이터 단위인 예측 단위가 도시되어 있다.The
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.That is, the
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위로서, 부분적 데이터 단위들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)의 예측 단위는, 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 부분적 데이터 단위(610), 크기 64x32의 부분적 데이터 단위들(612), 크기 32x64의 부분적 데이터 단위들(614), 크기 32x32의 부분적 데이터 단위들(616)일 수 있다. 반대로 보면, 부호화 단위는 변환 단위들(610, 612, 614, 616)을 포함하는 최소 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다.The partial data units are arranged as a prediction unit of the encoding unit along the horizontal axis for each depth. That is, the prediction unit of the
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 부분적 데이터 단위(620), 크기 32x16의 부분적 데이터 단위들(622), 크기 16x32의 부분적 데이터 단위들(624), 크기 16x16의 부분적 데이터 단위들(626)일 수 있다. Likewise, the prediction unit of the
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 부분적 데이터 단위(630), 크기 16x8의 부분적 데이터 단위들(632), 크기 8x16의 부분적 데이터 단위들(634), 크기 8x8의 부분적 데이터 단위들(636)일 수 있다. Likewise, the prediction unit of a 16x16 size 16x16 encoding unit is a 16x16
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 부분적 데이터 단위(640), 크기 8x4의 부분적 데이터 단위들(642), 크기 4x8의 부분적 데이터 단위들(644), 크기 4x4의 부분적 데이터 단위들(646)일 수 있다. Likewise, the prediction unit of the
마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 데이터 단위(650)이다.Finally, a
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 심도 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. The
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.The number of coding units per depth to include data of the same range and size increases as the depth of the coding unit increases. For example, for data containing one coding unit at
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 심도가 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다. For each depth-of-field coding, encoding is performed for each prediction unit of the depth-dependent coding unit along the horizontal axis of the
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다. FIG. 7 shows a relationship between an encoding unit and a conversion unit according to an embodiment of the present invention.
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 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.The video coding apparatus 100 or the
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 주파수 변환이 수행될 수 있다. For example, in the video encoding apparatus 100 or the
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 주파수 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.In addition, the data of the encoding unit 710 of 64x64 size is encoded by performing the frequency conversion with the conversion units of 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 size of 64x64 or smaller, respectively, and then the conversion unit having the smallest error with the original Can be selected.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.FIG. 8 illustrates depth-specific encoding information, in accordance with an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 정보 부호화부는 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.The encoding information encoding unit of the video encoding apparatus 100 according to the embodiment is information on an encoding mode, and includes information on a partition type 800, information on a prediction mode 810, Information 820 on the unit size can be encoded and transmitted.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위해 예측 단위로서, 현재 부호화 단위가 분할된 타입에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 심도 0 및 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 예측 단위(802), 크기 2NxN의 예측 단위(804), 크기 Nx2N의 예측 단위(806), 크기 NxN의 예측 단위(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 예측 단위로 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 예측 단위(802), 크기 2NxN의 예측 단위(804), 크기 Nx2N의 예측 단위(806) 및 크기 NxN의 예측 단위(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.The partition type information 800 indicates information on a type in which the current encoding unit is divided as a prediction unit for predictive encoding of the current encoding unit. For example, the current encoding unit CU_0 of
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 예측 단위의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 예측 단위가 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.The information 810 on the prediction mode indicates the prediction mode of each prediction unit. The prediction unit indicated by the information 800 relating to the partition type is predicted to be one of the
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 주파수 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.In addition, the information 820 on the conversion unit size indicates whether to perform frequency conversion on the basis of which conversion unit the current encoding unit is performed. For example, the conversion unit may be one of a first
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부는, 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.The encoding information extracting unit of the
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다. FIG. 9 shows a depth encoding unit according to an embodiment of the present invention.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다. Partition information may be used to indicate changes in depth. The division information indicates whether the current-depth encoding unit is divided into lower-depth encoding units.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위의 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. The
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 예측 단위, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 예측 단위, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 예측 단위, 네 개의 N_0xN_0 크기의 예측 단위마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 예측 단위에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 예측 단위에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.For each partition type, predictive encoding should be repeatedly performed for each prediction unit of 2N_0x2N_0 size, two 2N_0xN_0 size prediction units, two N_0x2N_0 size prediction units, and four N_0xN_0 size prediction units. For a prediction unit of size 2N_0x2N_0, size N_0x2N_0, size 2N_0xN_0, and size N_0xN_0, predictive coding may be performed in intra mode and inter mode. The skip mode can be performed only for predictive encoding in a prediction unit of size 2N_0x2N_0.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(922, 924, 926, 928)에 대해 반복적으로 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다. If the coding error by the
동일한 심도의 부호화 단위들(922, 924, 926, 928)에 대해 부호화가 반복적으로 수행되므로, 이중 하나만 예를 들어 심도 1의 부호화 단위의 부호화를 설명한다. 심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 예측 단위(930)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(932), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(934), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(936), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(938)을 포함할 수 있다. 파티션 타입마다, 한 개의 크기 2N_1x2N_1의 예측 단위, 두 개의 크기 2N_1xN_1의 예측 단위, 두 개의 크기 N_1x2N_1의 예측 단위, 네 개의 크기 N_1xN_1의 예측 단위마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다.Since encoding is repeatedly performed on the
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(938)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하면서(940), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(942, 944, 946, 948)에 대해 반복적으로 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다. If the coding error by the
최대 심도가 d인 경우, 심도별 분할 정보는 심도 d-1일 때까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 예측 단위(950)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(952), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(954), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(956), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(958)을 포함할 수 있다. If the maximum depth is d, the depth-based segmentation information can be set until the depth d-1. That is, the
파티션 타입마다, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 예측 단위, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 예측 단위, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 예측 단위, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 예측 단위마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어야 한다. 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)는 더 이상 분할 과정을 거치지 않는다.(D-1) x2N_ (d-1), two predicted units of two sizes 2N_ (d-1) (d-1) x2N_ (d-1), four sizes N_ (d-1) xN_ (d-1). Since the maximum depth is d, the
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(912)를 위한 부호화 심도를 결정하기 위해, 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택한다. The video coding apparatus 100 according to an exemplary embodiment compares depth-based coding errors to determine the depth of coding for the
예를 들어, 심도 0의 부호화 단위에 대한 부호화 오차는 파티션 타입(912, 914, 916, 918)마다 예측 부호화를 수행한 후 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 예측 단위가 결정된다. 마찬가지로 심도 0, 1, ..., d-1 마다 부호화 오차가 가장 작은 예측 단위가 검색될 수 있다. 심도 d에서는, 크기 2N_dx2N_d의 부호화 단위이면서 예측 단위(960)를 기반으로 한 예측 부호화를 통해 부호화 오차가 결정될 수 있다. For example, a coding error for a coding unit of
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 해당 심도의 예측 단위는 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. In this way, the minimum coding error of each of the
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(912)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.The encoding
도 10a, 10b 및 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.FIGS. 10A, 10B, and 10C illustrate the relationship between an encoding unit, a prediction unit, and a frequency conversion unit according to an embodiment of the present invention.
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 단위들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.The coding unit 1010 is coding units for coding depth determined by the video coding apparatus 100 according to the embodiment with respect to the maximum coding unit. The prediction unit 1060 is a prediction unit of each coding depth unit among the coding units 1010 and the conversion unit 1070 is a conversion unit of each coding depth unit.
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. When the depth of the maximum encoding unit is 0, the depth of the
예측 단위들(1060) 중 일부(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 타입이다. 즉, 예측 단위(1014, 1022, 1050, 1054)는 2NxN의 파티션 타입이며, 예측 단위(1016, 1048, 1052)는 Nx2N의 파티션 타입, 예측 단위(1032)는 NxN의 파티션 타입이다. 즉, 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위는 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다. A portion (1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054) of the prediction units 1060 is a type in which the coding unit is divided. That is, the
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 주파수 변환 또는 주파수 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위와 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 주파수 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.The image data of a
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위별 부호화 정보를 도시한다.FIG. 11 shows encoding information for each encoding unit according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 단위별 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위별 부호화 정보를 추출할 수 있다.The
부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 도 11에 도시되어 있는 부호화 정보들은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례이다.The encoding information may include division information for the encoding unit, partition type information, prediction mode information, and conversion unit size information. The encoding information shown in FIG. 11 is an example that can be set in the video encoding apparatus 100 according to the embodiment and the
분할 정보는 해당 부호화 단위의 부호화 심도를 나타낼 수 있다. 즉, 분할 정보에 따라 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.The division information may indicate the coding depth of the corresponding encoding unit. That is, since depths that are no longer divided according to the division information are coding depths, partition type information, prediction mode, and conversion unit size information can be defined with respect to the coding depth. When it is necessary to further divide by one division according to the division information, encoding should be performed independently for each of four divided sub-depth coding units.
파티션 타입 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위의 변환 단위의 파티션 타입을 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 중 하나로 나타낼 수 있다. 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다. 변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다.As the partition type information, the partition type of the conversion unit of the coding unit of the coding depth can be represented by 2Nx2N, 2NxN, Nx2N and NxN. The prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode. The intra mode and the inter mode can be defined in the partition types 2Nx2N, 2NxN, Nx2N and NxN, and the skip mode can be defined only in the partition type 2Nx2N. The conversion unit size can be set to two kinds of sizes in the intra mode and two kinds of sizes in the inter mode.
부호화 단위 내의 최소 부호화 단위마다, 소속되어 있는 부호화 심도의 부호화 단위별 부호화 정보를 수록하고 있을 수 있다. 따라서, 인접한 최소 부호화 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.The encoding unit-specific encoding information of the belonging encoding depth may be stored for each minimum encoding unit in the encoding unit. Therefore, if encoding information held in each of the adjacent minimum encoding units is checked, it can be confirmed whether or not the encoding information is included in the encoding unit of the same encoding depth. In addition, since the encoding unit of the encoding depth can be identified by using the encoding information held in the minimum encoding unit, the distribution of encoding depths in the maximum encoding unit can be inferred.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 최소 부호화 단위의 부호화 정보가 직접 이용됨으로써 최소 부호화 단위의 데이터가 참조될 수 있다.In this case, when the current encoding unit is predicted with reference to the neighboring data unit, the encoding information of the minimum encoding unit in the depth encoding unit adjacent to the current encoding unit is directly used, so that the data of the minimum encoding unit can be referred to.
또 다른 실시예로, 심도별 부호화 단위의 부호화 정보가 심도별 부호화 단위 내 중 대표되는 최소 부호화 단위에 대해서만 저장되어 있을 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 참조될 수도 있다.In yet another embodiment, the encoding information of the depth encoding unit may be stored only for the minimum encoding unit represented in the depth encoding unit. In this case, when the current encoding unit is predicted by referring to the surrounding encoding unit, the data adjacent to the current encoding unit in the depth encoding unit may be retrieved using the encoding information of the adjacent depth encoding unit.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.12 shows a flowchart of a video coding method according to an embodiment of the present invention.
단계 1210에서, 현재 픽처는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할된다. 또한, 가능한 총 분할 횟수를 나타내는 최대 심도가 미리 설정될 수도 있다.In
단계 1220에서, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역시 부호화되어, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도가 결정된다. 최대 부호화 단위가 단계별로 분할되며 심도가 깊어질 때마다, 하위 심도별 부호화 단위들마다 반복적으로 부호화가 수행되어야 한다. In
또한, 심도별 부호화 단위마다, 부호화 오차가 가장 작은 파티션 타입별 변환 단위가 결정되어야 한다. 부호화 단위의 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 심도가 결정되기 위해서는, 모든 심도별 부호화 단위마다 부호화 오차가 측정되어 비교되어야 한다. For each depth-based coding unit, the conversion unit for each partition type having the smallest coding error should be determined. In order to determine the coding depth that causes the minimum coding error of the coding unit, the coding error should be measured and compared for each coding unit of each depth.
단계 1230에서, 최대 부호화 단위마다 적어도 하나의 분할 영역 별 최종 부호화 결과인 영상 데이터와, 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 출력된다. 부호화 모드에 관한 정보는 부호화 심도에 관한 정보 또는 분할 정보, 부호화 심도의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 부호화된 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화된 비디오 데이터와 함께 복호화단으로 전송될 수 있다.In
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.13 shows a flowchart of a video decoding method according to an embodiment of the present invention.
단계 1310에서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림이 수신되어 파싱된다. In step 1310, the bitstream for the encoded video is received and parsed.
단계 1320에서, 파싱된 비트스트림으로부터 최대 크기의 최대 부호화 단위에 할당되는 현재 픽처의 영상 데이터 및 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 추출된다. 최대 부호화 단위별 부호화 심도는, 현재 픽처의 부호화 과정에서 최대 부호화 단위별로 부호화 오차가 가장 적은 심도로 선택된 심도이다. 최대 부호화 단위별 부호화는, 최대 부호화 단위를 심도별로 계층적으로 분할한 적어도 하나의 데이터 단위에 기반하여 영상 데이터가 부호화된 것이다. 따라서, 부호화 단위별 부호화 심도를 파악한 후 각각의 영상 데이터를 복호화함으로써 영상의 부복호화의 효율성이 향상될 수 있다.In
단계 1330에서, 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터가 복호화된다. 복호화된 영상 데이터는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
In
이하 도 14 내지 도 27 을 참조하여, 일 실시예에 따라 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화를 고려한 비디오 부호화 또는 복호화가 상술된다.14 to 27, video coding or decoding considering independent parsing or independent decoding of coding unit levels according to an embodiment will be described in detail below.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 위한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.FIG. 14 shows a block diagram of a video encoding apparatus for independent unit level independent parsing and decoding according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 위한 비디오 부호화 장치(1400)는 최대 부호화 단위 분할부(1410), 부호화 심도 결정부(1420) 및 출력부(1430)를 포함한다.The
최대 부호화 단위 분할부(1410)는 현재 픽처를 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할한다. 최대 부호화 단위의 픽셀값 데이터들은 부호화 심도 결정부(1420)로 출력된다.The maximum encoding
부호화 심도 결정부(1420)는 최대 부호화 단위 분할부(1410)에 의해 생성된 최대 부호화 단위의 픽셀값 데이터들을 압축하여 부호화한다. 구체적으로, 부호화 심도 결정부(1420)는, 최대 부호화 단위 내에서 심도별로 단계적으로 분할된 영역마다 심도별 부호화 단위로 부호화한다. 최대 부호화 단위 내에서 현재 심도에서의 각각의 분할 영역에 대해 부호화하고, 심도가 더 깊어지면 분할 영역이 다시 분할되어 새로운 분할 영역이 생성되므로, 새로운 분할 영역에 대해 해당 심도별 부호화 단위로 부호화하는 과정이 재귀적으로 수행된다.The coding
최대 부호화 단위의 분할 영역마다 심도별 부호화 단위로 부호화하는 재귀적 부호화 과정에 따라 산출된 부호화 결과들을 비교하여, 분할 영역별로 부호화 효율이 가장 높은 경우의 심도를 선택하여 해당 분할 영역의 부호화 심도로서 결정한다. 각각의 분할 영역에 대한 부호화 효율이 가장 높은 심도는 서로 독립적으로 결정되므로, 하나의 최대 부호화 단위 내에서는 하나 이상의 부호화 심도가 결정될 수 있다. The coding results calculated according to the recursive coding process for coding each divided area of the maximum coding unit by depth coding units are compared and the depth of the highest coding efficiency is selected for each divided area to determine the coding depth of the corresponding divided area do. Since the depth with the highest coding efficiency for each divided area is determined independently of each other, one or more coding depths can be determined within one maximum coding unit.
일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 슬라이스 레벨에서 소정 개수의 부호화 단위씩 병렬 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 동일한 I 슬라이스 또는 P 슬라이스를 참조하는 B 슬라이스들은 병렬적으로 부호화된다. The
일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위 레벨에서의 독립적 부호화가 가능하다. 따라서, 현재 부호화 단위를 부호화하기 위해 주변 부호화 단위의 정보를 참조하지 않을 수 있다. The
또한, 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위 레벨에서 독립적 부호화를 수행하므로, 소정 개수의 부호화 단위씩 병렬 부호화를 수행할 수 있다. 부호화 단위 레벨의 병렬 부호화에 따라 다음 주기에 부호화될 부호화 단위들은, 현재 주기에 부호화되는 부호화 단위의 부호화를 위한 참조 정보로 이용될 수 없다. 또한 부호화 단위 레벨의 병렬 부호화에 따라 동일한 주기에 부호화되는 부호화 단위들은 서로 간에 참조 정보로 이용될 수가 없다. In addition, since the
순차 부호화를 전제로 하는 코딩 툴(coding tool)은, 순차적 순서에 따라 먼저 부호화되는 주변 정보를 참조하여 예측 부호화를 수행한다. A coding tool that assumes sequential coding performs predictive coding with reference to surrounding information that is encoded first in a sequential order.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화의 경우, 부호화 단위의 순차 부호화를 전제로 하는 코딩 툴을 그대로 수행할 수는 없다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 중 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조할 수 있다. 코딩 툴 별로 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보 중 참조할 수 있는 주변 정보를 참조하는 방법은 이하 상술한다. Therefore, in the case of the independent encoding of the encoding unit level according to the embodiment, the coding tool that assumes the sequential encoding of the encoding unit can not be performed as it is. When the
일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보를 이용하여 산출된 DC값이 현재 부호화 단위의 예측값으로 결정될 수 있다.When the
인트라 예측 모드는, 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 위해 참조되는 주변 정보에 대한 방향을 나타낸다. 따라서, 현재 부호화 단위가 참조할 수 있는 방향의 개수에 따라 인트라 예측 모드도 다수로 설정될 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 인트라 예측 모드의 종류를 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보에 대한 인트라 예측 방향을 가리키는 인트라 예측 모드로만 압축할 수 있다.The intra prediction mode indicates the direction of the surrounding information to be referred to for intraprediction of the current encoding unit. Accordingly, a plurality of intra prediction modes can be set according to the number of directions that the current encoding unit can refer to. When the
일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는, 주파수 영역의 주변 부호화 단위의 변환 계수를 이용하여 현재 부호화 단위의 변환 계수를 예측하는 주파수 영역 예측을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 주파수 영역 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보를 이용하여 현재 부호화 단위의 변환 계수를 예측할 수 있다.The
일 실시예에 따른 주파수 영역 예측에 의한 예측 모드는, 현재 부호화 단위가 참조하는 주변 정보에 대한 방향을 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 주파수 영역 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 주파수 영역 예측을 위한 예측 모드를, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 정보에 대한 방향을 나타내는 예측 모드로 변경할 수 있다.The prediction mode by the frequency domain prediction according to an exemplary embodiment may indicate the direction of the surrounding information referred to by the current encoding unit. When the
일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 인터 예측을 위한 현재 부호화 단위의 참조 정보를 검색하기 위해, 주변 부호화 단위의 참조가능성에 대한 정보를 검색할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)가 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인터 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 주변 정보에 대한 참조가능성 중 변경된 참조가능성에 기초하여 주변 부호화 단위 및 현재 부호화 단위 간의 움직임 벡터를 예측할 수 있다.The
일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 현재 부호화 단위에 대한 인트라 예측 후 예측값에 대해 소정 후처리를 가할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는, 후처리의 목적에 따라 다양한 파라미터 및 주변 정보를 이용하여 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 수정할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 인트라 예측 후 후처리 동작을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 참조 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 부호화 단위에 관한 정보가 아닌 경우, 현재 부호화 단위의 부호화된 주변 정보 중 후처리된 픽셀값 및 현재 부호화 단위의 픽셀값을 이용하여 부호화 단위의 후처리된 픽셀값을 산출할 수 있다.The
일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는 부호화 단위의 주변 정보의 문맥 정보를 이용하는 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding; CABAC)에 따른 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 심도 결정부(1420)는, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 엔트로피 부호화를 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 주변 정보 중 현재 부호화 단위보다 이전에 부호화된 주변 정보의 문맥 정보를 참조할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.The
일 실시예의 출력부(1430)는, 부호화 심도 결정부(1420)에서 최대 부호화 단위마다 결정된 부호화 심도의 부호화된 비디오 데이터 및, 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하는 비트스트림을 출력한다. 또한, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화를 위해, 출력부(1430)는 비트스트림에 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 삽입하여 출력한다.The
데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 데이터 단위마다 독립적으로 부호화했는지에 따라 설정되며, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보는 데이터 단위마다 독립적으로 비트스트림에 삽입되는지에 따라 설정될 수 있다.Information indicating whether data units are independently decoded can be set according to whether data units are independently encoded or not. Information indicating whether data units are independently parsed can be set according to whether data units are independently inserted into a bitstream.
일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화는 슬라이스 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화 또는 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화를 포함할 수 있다. 따라서, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Independent or independent decoding of data units according to an embodiment may include slicing-level independent parsing or independent decoding or coding unit level independent parsing or independent decoding. Accordingly, the information indicating whether or not the data unit is independently parsed may include at least one of information indicating whether the parsing is performed independently of the slice level, or information indicating whether the parsing unit independently parses the coding unit level, and information indicating whether the data unit is independently decoded May include at least one of information indicating whether the slice level is independently decoded and information indicating whether the decoding unit is to be decoded independently.
일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는, 각각 독립적으로 설정될 수 있다. 따라서, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복화화 여부를 나타내는 정보의 조합은, 부호화 과정에서 독립적 파싱 또는 독립적 복호화가 수행됐는지 여부에 따라 ('참(true)', '거짓(false)'), ('거짓', '참'), ('참', '참') 또는 ('거짓', '거짓')일 수 있다.The information indicating whether the data unit is independently parsed and the information indicating whether or not the data unit is independently decoded may be independently set according to an embodiment. Accordingly, the combination of the information indicating whether the data unit is independently parsed and the information indicating whether or not the data unit is independently decoded is determined according to whether or not independent parsing or independent decoding is performed in the encoding process ('true' ('false'), ('false', 'true'), ('true', 'true') or ('false', 'false').
일 실시예에 따라, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 헤더 또는 시퀀스 파라미터 세트에 저장될 수 있다. According to one embodiment, information indicating whether data units are independently parsed or information indicating whether data units are independently decoded can be stored in a slice header or a sequence parameter set.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 주변 정보로부터 독립적으로 부호화 단위를 부호화할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 기존의 매크로블록(8x8, 16x16)보다 큰 대형 데이터 단위의 부호화 단위(32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등)의 데이터를 부호화하므로, 하나의 부호화 단위에 포함된 데이터를 이용해서도 현재 부호화 단위를 예측 부호화할 수 있다. 따라서, 부호화 단위마다 독립적으로 예측 부호화하는 부호화 단위 레벨의 독립 부호화가 가능하다.
The
*또한, 부호화 단위마다 독립적인 부호화가 가능한 연산 프로세스가 다수 존재한다면 다수의 부호화 단위들이 병렬적으로 부호화될 수 있다. 따라서 부호화 단위 레벨에서의 독립적 부호화에 의해, 복호화단에서는 부호화 단위들의 독립적, 독립적 파싱 또는 복호화가 가능하며, 다수의 부호화 단위들의 병렬적인 파싱 및 복호화가 가능하다.In addition, a plurality of encoding units can be encoded in parallel if there are many operation processes that can be independently encoded for each encoding unit. Therefore, by independent coding at the coding unit level, decoding units can independently or independently parse or decode the coding units, and it is possible to parallelly parse and decode a plurality of coding units.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.FIG. 15 is a block diagram of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 수신부(1510), 파싱부(1520) 및 복호화부(1530)를 포함한다. 일 실시예에 따른 수신부(1510)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신한다. 일 실시예에 따른 수신부(1510)는 수신한 비트스트림으로부터, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 추출한다.The
데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 각각 별도로 설정되어 있어, 별도로 추출될 수 있다. 일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는 비트스트림의 슬라이스 헤더 또는 시퀀스 파라미터 세트로부터 추출될 수 있다.The information indicating whether the data unit is independently parsed and the information indicating whether the data unit is independently decoded are separately set and can be separately extracted. Information indicating whether data units are independently parsed or information indicating whether data units are independently decoded can be extracted from a slice header or a sequence parameter set of a bitstream according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 독립 파싱 또는 독립 부호화의 수행 여부는, 슬라이스 레벨 또는 부호화 단위 레벨에서 정의될 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보 또는 독립 복호화 여부를 나타내는 정보는, 슬라이스 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화 여부를 나타내는 정보, 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.Whether to perform independent parsing or independent encoding according to one embodiment can be defined at a slice level or an encoding unit level. That is, the information indicating whether the data unit is independently parsed or the information indicating whether to independently decode the data unit according to one embodiment includes information indicating whether the parsing is independent parsing or independent decoding, whether the parsing is unitary level independent parsing or independent decoding Information.
I 슬라이스, P 슬라이스 및 B 슬라이스의 각각의 특성상, I 슬라이스는 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 위해 주변 정보를 참조할 가능성이 높지만, 상대적으로 P 슬라이스 및 B 슬라이스는 인트라 예측을 위한 주변 정보에 대한 의존성이 낮다. 따라서, 슬라이스 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화는, I 슬라이스보다는 P 슬라이스 및 B 슬라이스에서 구현될 때 그 성능이 더 높다.The I slice is highly likely to refer to the surrounding information for intraprediction of the current encoding unit on the basis of the characteristics of the I slice, the P slice and the B slice, but relatively the P slice and the B slice depend on the surrounding information for intra prediction Is low. Thus, independent parsing or independent decoding of a slice level has higher performance when implemented in P slices and B slices than I slices.
일 실시예에 따른 추출부(1520)는, 데이터 단위의 독립 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 데이터 단위별로 비트스트림을 파싱하여 부호화된 정보를 추출한다. 예를 들어, 부호화 단위 레벨의 파싱을 고려하여 부호화딘 비디오에 대한 비트스트림이 수신되었다면, 일 실시예에 따른 추출부(1520)는, 최대 부호화 단위마다 파싱하고, 해당 부호화 단위의 부호화된 비디오 데이터 및 부호화 심도에 관한 정보 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다.The extracting
일 실시예에 따른 복호화부(1530)는, 추출부(1520)에서 추출된 데이터 단위의 독립 복호화 여부를 나타내는 정보에 기초하여, 추출부(1520)에서 파싱되어 추출된 부호화 단위마다 부호화된 비디오 데이터를 독립적으로 복호화할 수 있다. 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 최대 부호화 단위 내의 적어도 하나의 부호화 심도에 대응하는 부호화 단위마다 해당 부호화 모드에 따라 복호화될 수 있다.The
하나의 연산 프로세서에서 일 실시예에 따른 데이터 단위별 독립 파싱 동작 또는 독립 복호화 동작이 수행될 수 있다. 따라서, 다수의 연산 프로세서들의 존재한다면 각각의 연산 프로세서마다 동시에 다른 데이터 단위의 독립 파싱 동작 및 독립 복호화 동작을 연속적으로 수행할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 데이터 단위별 독립 파싱 및 독립 복호화 동작에 의해 다수의 데이터 단위의 병렬처리가 가능하다.An independent parsing operation or independent decoding operation per data unit according to an embodiment can be performed in one operation processor. Accordingly, if there are a plurality of operation processors, independent parsing operations and independent decoding operations of different data units can be performed simultaneously for each operation processor. Therefore, parallel processing of a plurality of data units is possible by the independent parsing and independent decoding operation for each data unit according to the embodiment.
순차적 복호화를 전제로 하는 디코딩 툴(Decoding tool)은, 순차적 순서에 따라 먼저 복호화되는 부호화 단위의 정보를 참조하여 현재 부호화 단위를 복호화한다. 따라서 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)가 수신한 비트스트림은 데이터 단위마다 독립적으로 부호화된 데이터를 포함하고 있을 수 있으므로, 순차적 복호화를 전제로 하는 디코딩 툴을 그대로 이용하면 원본 데이터를 복원할 수 없다. A decoding tool based on sequential decoding decodes the current encoding unit by referring to the information of the encoding unit to be decoded first in a sequential order. Therefore, the bit stream received by the
따라서 일 실시예에 따른 복호화부(1530)는, 데이터 단위의 독립 파싱 또는 데이터 단위의 독립 복호화에 따라, 부호화 단위의 예측 복호화를 위한 소정 주변 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 복호화되지 않아 참조될 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 참조할 수 있는 주변 정보를 검색하여 참조하여 현재 부호화 단위의 예측 복호화를 수행할 수 있다.Accordingly, in accordance with independent parsing of data units or independent decoding of data units, the
일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 위한 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 주변 정보를 이용하여 산출된 DC값을 현재 부호화 단위의 예측값으로 결정할 수 있다.In the case where the
일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 인트라 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 인트라 예측을 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 주변 정보에 대한 인트라 예측 방향으로만 압축된 인트라 예측 방향 모드에 따라 인트라 예측을 수행할 수 있다.In the case where the
일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 주파수 영역 예측을 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 주파수 영역 예측을 위한 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 다른 주변 부호화 단위를 이용하여 현재 부호화 단위의 변환 계수를 복원할 수 있다. In the case where the
특히, 부호화 정보 중 부호화 단위의 주파수 영역 예측 모드는 부호화 단위가 참조할 현재 주변 정보에 대한 방향을 나타낼 수 있다. 따라서, 부호화 단위의 현재 주변 정보가 참조할 수 없는 상태라면, 복호화부(1530)는 현재 부호화 단위가 현재 참조할 수 있는 다른 주변 부호화 단위에 대한 방향을 나타내도록 변경된 주파수 영역 예측 모드에 따라 변환 계수를 복원할 수 있다.In particular, the frequency-domain prediction mode of the coding unit in the coding information can indicate the direction of the current peripheral information to be referred to by the coding unit. Accordingly, if the current peripheral information of the coding unit can not be referred to, the
또한 일 실시예에 따른 복호화부(1530)가 부호화 단위 레벨의 독립적 인터 예측을 수행하는 경우, 현재 부호화 단위의 인터 예측을 위한 주변 부호화 단위들에 대한 참조가능성이 변경된 경우, 변경된 새로운 참조가능성에 기초하여 접근할 수 있는 주변 부호화 단위에 대한 움직임 벡터를 이용할 수 있다.Also, when the
일 실시예에 따른 복호화부(1530)가, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 수행하는 인트라 예측 후 후처리 동작을 위한 현재 부호화 단위의 현재 주변 정보가 현재 부호화 단위보다 이전에 복원되지 않은 경우, 현재 부호화 단위의 주변 복원된 픽셀들 중 현재 참조할 수 있는 다른 복원된 픽셀값을 이용하여 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 후처리할 수 있다.When the
일 실시예에 따른 복호화부(1530)가, 부호화 단위 레벨에서 문맥 기반 적응적 이진 산술 부호화(CABAC)에 따른 독립적 엔트로피 복호화를 수행하는데 있어서, 현재 부호화 단위의 현재 주변 정보가 참조할 수 없는 상태인 경우, 현재 부호화 단위는 주변 부호화 단위의 문맥 정보는 참조될 수 없다.In performing the independent entropy decoding according to the context-based adaptive binary arithmetic coding (CABAC) at the coding unit level, the
일 실시예에 따른 복호화부(1530)는 부호화 단위마다 독립적으로 복호화하므로, 부호화된 비디오 데이터 중 부분적 영역에 해당하는 적어도 하나의 최대 부호화 단위만을 복호화할 수 있다. 따라서, 부호화된 비디오 중 일부 영역만을 선택적으로 복호화할 수 있다. Since the
또한, 일 실시예에 따른 복호화부(1530)는 부호화 단위마다 독립, 병렬적으로 복호화하므로, 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복호화된 비디오 데이터를 최대 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복원하여 재생할 수 있다. 디스플레이 장치가 대단위 부호화 단위의 픽셀을 재생하는데 지연 시간이 발생할 수 있는데, 디스플레이 장치에서 부호화 단위가 순차적으로 재생된다면 한 픽처가 재생되기 위해 무시하지 못할 정도의 지연 시간이 발생할 수도 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에 따라 부호화 단위 레벨에서 병렬적으로 복호화되어 복원된 다수의 부호화 단위들을 디스플레이 장치가 병렬적으로 처리하여 재생한다면, 디스플레이 장치에서 재생 지연 시간이 감소할 수 있다.In addition, since the
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 대형 부호화 단위로 데이터를 복호화하므로, 하나의 부호화 단위 내에 다양한 영상 정보가 포함될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 하나의 부호화 단위의 정보를 최대한 이용하여 부호화 단위의 시간적 또는 공간적으로 중복되는 데이터를 줄이기 위한 부복호화 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 부호화 단위 레벨에서의 부복호화가 부호화 단위 별로 독립적으로 수행된다. Since the
도 16 은 H.264 표준 부복호화 방식에 의한 슬라이스 레벨의 병렬처리에 대한 개요도를 도시한다.16 shows a schematic diagram of parallel processing of slice levels by the H.264 standard part decoding method.
H.264 표준 부복호화 방식은 프레임 또는 슬라이스 레벨의 병행처리를 지원한다. I 슬라이스(1610)는 다른 슬라이스를 참조하지 않고 제 1 순위로 복호화된다. P 슬라이스(1620)는 I 슬라이스(1610)를 참조하므로 I 슬라이스(1610)보다 후순위인 제 2 순위로 복호화된다. B 슬라이스(1630)는 I 슬라이스(1610) 및 P 슬라이스(1620)를 참조하므로 I 슬라이스(1610) 및 P 슬라이스(1620)보다 후순위인 제 3 순위로 복호화된다. The H.264 standard decoding method supports concurrent processing of frames or slice levels. The I-
B 슬라이스(1640)는 I 슬라이스(1610) 및 B 슬라이스(1630)을 참조하므로 I 슬라이스(1610) 및 B 슬라이스(1630)보다 후순위인 제 4 순위로 복호화되며, B 슬라이스(1650)는 P 슬라이스(1620) 및 B 슬라이스(1630)를 참조하므로 P 슬라이스(1620) 및 B 슬라이스(1630)보다 후순위인 제 4 순위로 복호화된다. 상호 참조되지 않는 B 슬라이스들(1640 및 1650)은 병렬적으로 처리될 수 있다. 병렬적으로 처리되는 B 슬라이스들은 슬라이스간 의존성이 없으므로 슬라이스의 처리 순서에 무관하게 처리될 수 있다. The
도 17 는 본 발명의 일 실시예에 따라 가능한 슬라이스 레벨의 병렬처리 및 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 조합들에 대한 표를 도시한다.FIG. 17 shows a table for possible combinations of slice level parallel processing and encoding unit level parallel processing according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 비디오 복호화 장치(1500)는 슬라이스보다 작은 레벨의 데이터 단위까지 계층적 병렬처리를 수행할 수 있다. 또한, 병렬처리를 위한 독립 파싱 및 독립 복호화는 별개로 설정될 수 있다. 마찬가지로 부호화 단위별 병렬 파싱 및 병렬 복호화도 별개로 설정될 수 있다. The
도 17의 도표를 참고하면, 일 실시예에 따른 계층적 병렬처리는, H.264 표준 부복호화 방식과 같이 슬라이스 레벨까지만 병렬처리가 가능한 '경우 1'를 채택할 수 있을 뿐만 아니라, 경우 2 또는 경우 3과 같이 슬라이스 레벨의 병렬처리 뿐만 아니라 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 또는 병렬 복호화가 선택적으로 조합될 수 있다. 도표에 포함되지 않았지만 슬라이스 레벨의 병렬처리 및 부호화 단위의 병렬 파싱 및 병렬 복호화가 모두 채택된 경우도 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 비디오 복호화 장치(1500)에서 구현될 수 있다. Referring to the table of FIG. 17, the hierarchical parallel processing according to an embodiment not only can adopt 'case 1' which can perform parallel processing only up to the slice level as in the H.264 standard part decoding method, As in
또한, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 경우 4 또는 경우 5와 같이 슬라이스 레벨의 병렬처리는 채택하지 않지만, 부호화 단위의 병렬 파싱 또는 병렬 복호화를 선택적으로 구현할 수 있다.In addition, the
파싱 동작은 비트스트림 중 심볼을 판독하는 동작이며 복호화 동작은 복원 샘플을 생성하는 동작이다. 따라서 부호화 단위 레벨의 파싱 동작에 비해서는 복호화 동작의 연산이 복잡하고 연산량이 많다. 따라서, 병렬처리를 통해 연산량 측면의 성능 향상을 고려한다면, 순차 파싱과 병렬 복호화(경우 3)가 채택되는 것이 바람직하다.The parsing operation is an operation of reading a symbol in the bit stream, and the decryption operation is an operation of generating a reconstructed sample. Therefore, the operation of decoding operation is complicated and the amount of computation is larger than that of the encoding unit level parsing operation. Therefore, it is desirable that sequential parsing and parallel decoding (Case 3) be adopted if performance improvement in terms of the amount of computation is considered through parallel processing.
또한, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화로 인한 예측의 화질 열화가 우려되는 경우에는, 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 및 순차 복호화(경우 1 또는 경우 2)가 채택되는 것이 바람직하다. In addition, when image quality deterioration due to independent decoding at the coding unit level is a concern, it is preferable that parallel-parsing and sequential decoding (
따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 부복호화를 위한 하드웨어의 성능, 사용자 요구, 전송 환경 등을 고려하여 선택적으로 부호화 단위의 독립 부호화 및 병렬 부호화를 구현할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 수신된 부호화된 비디오 데이터의 독립 부호화 또는 병렬 부호화 여부에 따라, 비디오 데이터에 대한 독립 파싱 또는 독립적 복호화, 병렬 파싱 또는 병렬 복호화를 수행할 수 있다. Accordingly, the
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 병렬처리의 도식을 도시한다.FIG. 18 shows a diagram of a parallel processing at an encoding unit level according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 비디오 복호화 장치(1500)는 픽처(1800)를 최대 부호화 단위로 구획하여 부호화 단위마다 독립적으로 처리할 수 있다. 구체적으로, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 부호화하며, 소정 개수의 최대 부호화 단위씩 동시에 병렬적으로 부호화할 수 있다. 예를 들어 병렬 부호화에 따라, 3개의 최대 부호화 단위들(1810, 1820, 1830)은 한 주기에 동시에 부호화될 수 있다. The
또한, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 부호화된 비디오 비트스트림을 수신한다면, 부호화 단위마다 독립적으로 파싱하거나 부호화하여야 한다. 예를 들어, 병렬 부호화에 따라 부호화된 비디오 비트스트림을 복호화하는 경우, 3개의 최대 부호화 단위들(1810, 1820, 1830)에 대한 데이터를 병렬 파싱 또는 병렬 복호화될 수 있다.In addition, if the
도 19 는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 단위의 계층적 병렬처리의 도식을 도시한다.Figure 19 illustrates a diagram of hierarchical parallel processing of data units in accordance with one embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 슬라이스별로 부호화 단위 레벨의 병렬 처리를 별개로 설정할 수 있다. 예를 들어, I 슬라이스(1910), P 슬라이스(1920), B 슬라이스(1930) 간에는 상호 참조되어야 하므로 병렬처리될 수 없다. 다만 B 슬라이스들(1940, 1950) 간에는 상호 참조되지 않으므로 병렬처리될 수 없다. 따라서, I 슬라이스(1910)는 제 1 순위로, P 슬라이스(1920)는 제 2 순위로, B 슬라이스(1930)는 제 3 순위로, B 슬라이스(1640) 및 B 슬라이스(1650)는 제 4 순위로 복호화된다. The
또한, 일 실시예에 따른 계층적 병행처리에 따라, 슬라이스 레벨에서는 병렬처리가 채택되더라도, 부호화 단위 레벨에서는 순차처리 또는 병렬처리가 선택적으로 채택될 수 있다. 예를 들어, I 슬라이스(1910) 및 P 슬라이스(1920)에 대해서는 부호화 단위 레벨의 순차 파싱 및 순차 복호화가 채택될 수 있으며, B 슬라이스들(1930, 1940, 1950)에 대해서는 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 및 병렬 복호화가 채택될 수 있다.Further, according to the hierarchical parallel processing according to the embodiment, even if parallel processing is adopted at the slice level, sequential processing or parallel processing can be selectively adopted at the coding unit level. For example, sequential parsing and sequential decoding of the coding unit level may be employed for the I-
또한, 전술된 바와 같이 부호화 단위 레벨에서의 병렬 파싱 및 병렬 복호화는 별개로 설정될 수도 있다. 즉, 하나의 슬라이스에 대해 부호화 단위 레벨의 병렬 파싱 및 순차 복호화의 조합 또는 순차 파싱 및 병렬 복호화의 조합이 채택될 수도 있다.Also, parallel parsing and parallel decoding at the encoding unit level may be set separately as described above. That is, a combination of parallel parse and sequential decode at the encoding unit level or a combination of sequential parse and parallel decode may be adopted for one slice.
도 20 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립 복호화에 의해 가능한 부분적 복호화의 도식을 도시한다. FIG. 20 illustrates a partial decoding scheme that is possible by independent decoding of coding unit levels according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 비디오 데이터(2010)에 대해 부호화 단위 레벨마다 독립적으로 부호화한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 부호화 단위에서 독립적으로 부호화된 비트스트림을 수신받아, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 파싱 또는 복호화하여 비디오 데이터를 복원한다. The
따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 비디오 데이터(2010) 중 부분 영역(2015)만 복호화하고 싶은 경우, 부분 영역(2015)에 해당하는 최대 부호화 단위들만 독립적으로 복호화하여 복원할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에 의해 복원된 결과 영상(2020)은 부분적으로 복원된 부분 영역(2025)을 포함할 수 있다.Therefore, when it is desired to decode only the
도 21 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 복호화에 의해 가능한 부호화 단위의 병렬 디스플레이의 도식을 도시한다.FIG. 21 shows a diagram of a parallel display of coding units possible by decoding a coding unit level according to an embodiment of the present invention.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)에 의해 부호화 단위 레벨에서 부호화된 비디오 데이터는, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에 따라 소정 개수의 부호화 단위들씩 병렬적으로 복호화될 수 있다. 디스플레이 장치는 병렬적으로 복호화되어 복원된 부호화 단위들의 비디오 신호들을 입력받아, 부호화 단위마다 병렬적으로 재생할 수 있다. In addition, video data encoded at a coding unit level by the
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 최대 부호화 단위들 A1~4, B1~4, C1~4, D1~4, E1~4를 포함하는 하나의 픽처(2100)에 대해 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 복호화하여 복원한다. For example, if a
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 가로 방향으로 연속적인 5개의 최대 부호화 단위들을 병렬적으로 복호화하여 복원할 수 있다. 첫째 처리주기에 부호화 단위 A1, B1, C1, D1, E1의 집합(2110), 둘째 처리주기에 부호화 단위 A2, B2, C2, D2, E2의 집합(2120), 셋째 처리주기에 부호화 단위 A3, B3, C3, D3, E3의 집합(2130), 넷째 처리주기에 부호화 단위 A4, B4, C4, D4, E4의 집합(2140)이 복호화되어 처리주기별로 복원한다. 이 경우, 디스플레이 장치는 하나의 픽처(2100)를 재생하기 위해, 복원된 부호화 단위들을 5개의 부호화 단위들씩 병렬적으로 복원된 부호화 단위 집합들(2110, 2120, 2130, 2140)을 복원된 순서대로 재생할 수 있다.The
또는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 세로 방향으로 연속적인 4개의 최대 부호화 단위들을 병렬적으로 복호화하여 복원할 수 있다. 이경우, 첫째 처리주기마다 부호화 단위 A1, A2, A3, A4의 집합, 둘째 처리주기에 부호화 단위 B1, B2, B3, B4의 집합, 셋째 처리주기에 부호화 단위 C1, C2, C3, C4의 집합, 넷째 처리주기에 부호화 단위 D1, D2, D3, D4의 집합, 다섯째 처리주기에 부호화 단위 E1, E2, E3, E4의 집합을 복호화하여 복원한다. 이 경우, 디스플레이 장치는 하나의 픽처(2100)를 재생하기 위해, 복원된 부호화 단위들을 4개의 부호화 단위들씩 병렬적으로 복원된 부호화 단위 집합들(A1~4, B1~4, C1~4, D1~4, E1~4)을 복원된 순서대로 재생할 수 있다.Alternatively, the
도 22 는 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 삽입된 시퀀스 파라미터 세트의 신택스를 도시한다.FIG. 22 shows a syntax of a sequence parameter set into which information indicating whether to independently parse an encoding unit level and information indicating whether to independently decode an encoding unit level is inserted according to an embodiment.
sequence_parameter_set은 현재 영상 슬라이스에 대한 시퀀스 파라미터 세트(2200)의 신택스를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 영상 슬라이스에 대한 시퀀스 파라미터 세트(2200)의 신택스에 삽입되어 있는 일례가 상술된다. The sequence_parameter_set indicates the syntax of the
picture_width는 입력 영상의 너비, picture_height는 입력 영상의 높이를 나타내는 신택스이며, max_coding_unit_size는 최대 부호화 단위의 크기, max_coding_unit_depth는 최대 심도를 나타내는 신택스이다.picture_width is the width of the input image, picture_height is the syntax indicating the height of the input image, max_coding_unit_size is the size of the maximum encoding unit, and max_coding_unit_depth is the syntax indicating the maximum depth.
일 실시예에서는, 시퀀스 파라미터의 예로서, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag), 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag), 움직임 벡터 정확성 제어 동작의 이용가능성(use_mv_accuracy_control_flag), 임의적 방향성 인트라 예측 동작의 이용가능성(use_arbitrary_direction_intra_flag), 주파수 변환 상의 예측 부복호화 동작의 이용가능성(use_frequency_domain_prediction_flag), 회전변환 동작의 이용가능성(use_rotational_transform_flag), 트리 시그니피컨트 맵을 이용한 부복호화의 이용가능성(use_tree_significant_map_flag), 멀티 파라미터를 이용한 인트라 예측 부호화 동작의 이용가능성(use_multi_parameter_intra_prediction_flag), 개선된 움직임 벡터 예측 부호화 동작의 이용가능성(use_advanced_motion_vector_prediction_flag), 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_adaptive_loop_filter_flag), 콰드트리 구조의 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_quadtree_adaptive_loop_filter_flag), 양자화 파라미터의 델타값을 이용한 양자화 동작의 이용가능성(use_delta_qp_flag), 랜덤 노이즈 생성 동작의 이용가능성(use_random_noise_generation_flag), 임의의 형태로 분할되는 예측 단위에 따른 움직임 예측 동작의 이용가능성(use_arbitrary_motion_partition_flag)을 나타내는 정보들이 정의될 수 있다. 전술된 각종 동작의 이용가능성을 나타내는 신택스들은 현재 슬라이스의 부복호화 과정에서 해당 동작들이 이용되는지 여부를 정의하여 효율적인 부복호화가 가능하게 한다.(Use_independent_cu_decode_flag) indicating whether the coding unit level is independently decoded, use_independent_cu_decode_flag indicating whether to independently parse the coding unit level (use_independent_cu_parse_flag), availability (motion_mv_accuracy_control_flag) of the motion vector accuracy control operation, Availability of an arbitrary directional intra prediction operation (use_arbitrary_direction_intra_flag), availability of a prediction unit decoding operation on frequency conversion (use_frequency_domain_prediction_flag), availability of rotation conversion operation (use_rotational_transform_flag), availability of subdecryption using a tri- use_tree_significant_map_flag), the availability of the intra prediction encoding operation using the multi-parameter (use_multi_parameter_intra_prediction_flag), the availability of the improved motion vector prediction encoding operation (use_advanced_motion_vector_prediction_flag) The availability of the adaptive loop filtering operation (use_adaptive_loop_filter_flag), the availability of the quad tree structure adaptive loop filtering operation (use_quadtree_adaptive_loop_filter_flag), the availability of the quantization operation using the delta value of the quantization parameter (use_delta_qp_flag) (Use_random_generation_flag), and information indicating the availability (use_arbitrary_motion_partition_flag) of a motion prediction operation according to a prediction unit that is divided into an arbitrary shape. Syntaxes indicating the availability of the above-described various operations enable efficient decryption by defining whether the corresponding operations are used in the current decoding process of the slice.
특히, 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_adaptive_loop_filter_flag) 및 콰드트리 구조의 적응적 루프 필터링 동작의 이용가능성(use_quadtree_adaptive_loop_filter_flag)에 따라, 적응적 루프 필터의 필터 길이(alf_filter_length), 적응적 루프 필터 타입(alf_filter_type), 적응적 루프 필터 계수의 양자화를 위한 기준값(alf_qbits), 적응적 루프 필터링에서의 컬러 성분의 개수(alf_num_color)가 시퀀스 파라미터 세트(2200)에서 정의될 수 있다. In particular, the filter length (alf_filter_length) of the adaptive loop filter, the adaptive loop filter type (alf_filter_type) and the adaptive loop filter type (alf_filter_type) are determined according to the availability of the adaptive loop filtering operation (use_adaptive_loop_filter_flag) and the availability of the quadtree structure adaptive loop filtering operation (use_quadtree_adaptive_loop_filter_flag) A reference value (alf_qbits) for quantization of the adaptive loop filter coefficient, and a number of color components (alf_num_color) in the adaptive loop filtering may be defined in the
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)에서 이용되는 부호화 단위의 심도, 코딩 툴 및 작동 모드의 대응 관계에 관한 정보는, 부호화 단위의 심도(uiDepth)에 따라 대응되는 인터 예측의 작동 모드(mvp_mode[uiDepth]) 및 트리 시그니피컨트 맵 중 시그니피컨트 맵의 종류를 나타내는 작동 모드(significant_map_mode[uiDepth])를 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 부호화 단위의 심도에 따른, 인터 예측 및 해당 작동 모드의 대응 관계 또는 트리 시그니피컨트 맵을 이용한 부복호화 및 해당 작동 모드의 대응 관계가 시퀀스 파라미터 세트(2200)에서 설정될 수 있다.The information on the correspondence between the depth of the coding unit, the coding tool, and the operation mode used in the
입력 샘플의 비트 뎁스(input_sample_bit_depth) 및 내부 샘플의 비트 뎁스(internal_sample_bit_depth)도 또한 시퀀스 파라미터 세트(2200)에서 설정될 수 있다. The bit depth of the input sample (input_sample_bit_depth) and the bit depth of the inner sample (internal_sample_bit_depth) may also be set in the
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 시퀀스 파라미터를 판독하여, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag) 및 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)를 추출하고, 해당 시퀀스에서 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화의 수행 여부를 결정할 수 있다.The
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)가 설정하여 부호화하는 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag), 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)는, 도 22에서 도시된 시퀀스 파라미터 세트(2200)에 삽입된 실시예에 한정되지 않고, 최대 부호화 단위, 슬라이스, 프레임, 픽처, GOP 등의 단위로 설정되어 부복호화될 수 있다. (Use_independent_cu_decode_flag) indicating whether the coding unit level is independently decoded to be set and encoded by the
슬라이스 헤더에 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)가 포함되어 있는 경우, 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)가 '참'값이라면 해당 슬라이스에서 부호화 단위 레벨의 독립 파싱을 수행하고, '거짓'값을 가진다면 해당 슬라이스에서 기존의 순차 파싱을 수행한다.If the information (use_independent_cu_parse_flag) indicating whether or not to independently parse the encoding unit level is included in the slice header, if the information indicating that the encoding unit level is independently parsed (use_independent_cu_parse_flag) is 'true' And if it has a 'false' value, it performs the existing sequential parsing on the slice.
또한, 슬라이스 헤더에 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag)가 포함되어 있는 경우, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag)가 '참'값이라면 해당 슬라이스에서 부호화 단위 레벨의 독립 복호화를 수행하고, '거짓'값을 가진다면 해당 슬라이스에서 기존의 순차 복호화를 수행한다. If information indicating whether or not to independently decode the coding unit level (use_independent_cu_decode_flag) is included in the slice header, if the information indicating the independent decoding of the coding unit level (use_independent_cu_decode_flag) is 'true' Independent decoding is performed, and if it has a value of 'false', the existing sequential decoding is performed on the corresponding slice.
도 23 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 도식을 도시한다.FIG. 23 shows a diagram of intra prediction for independent decoding at an encoding unit level according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 현재 부호화 단위(2310)의 주변 부호화 단위들(2320, 2330, 2340)에 대한 방향을 고려하여, 현재 부호화 단위(2310)의 임의적 방향성 인트라 예측을 수행할 수 있다. 임의적 방향성 인트라 예측은, 현재 부호화 단위(2310)의 주변 부호화 단위들(2320, 2330, 2340)의 복원 샘플들을 이용하는 엑스트라폴레이션(Extrapolation)에 따라 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값을 산출하는 예측 기법이다.The
일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화에 따르면, 현재 부호화 단위의 경계에 존재하는 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 참조할 수 없다. 상단 주변 부호화 단위(2330)가 아직 복호화되지 않아서, 현재 부호화 단위(2310)과 상단 주변 부호화 단위(2330) 간의 경계(2335) 상의 픽셀값이 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위(2310)과 좌측 주변 부호화 단위(2340)의 경계(2345) 상의 픽셀값만이 참조되는 인트라 예측 모드만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값으로서 경계(2345) 상의 픽셀값의 DC값이 산출될 수 있다.According to the independent decoding of the coding unit level according to the embodiment, it is not possible to refer to the reconstructed samples of the surrounding coding unit existing at the boundary of the current coding unit. If the pixel value on the
마찬가지로, 좌측 주변 부호화 단위(2340)가 아직 복호화되지 않아서, 현재 부호화 단위(2310)과 좌측 주변 부호화 단위(2340) 간의 경계(2345) 상의 픽셀값이 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위(2310)과 상단 주변 부호화 단위(2330)의 경계(2335) 상의 픽셀값만이 참조되는 인트라 예측 모드만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값으로서 경계(2335) 상의 픽셀값의 DC값이 산출될 수 있다.Likewise, when the left surrounding
또한, 상단 주변 부호화 단위(2330)와 좌측 주변 부호화 단위(2340)가 모두 아직 복호화되지 않아서 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위(2310)의 인트라 예측값으로서 소정 DC값이 선택되거나, 현재 부호화 단위(2310)에 대한 인트라 예측 모드를 인트라 예측이 불가능한 예측 모드로 설정될 수 있다.If neither the upper
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 현재 부호화 단위(2310)에 대한 주변 부호화 단위들(2320, 2330, 2340)을 참조하지 않고 독립적으로, 현재 부호화 단위(2310)에 대해 임의적 방향성 인트라 예측을 수행할 수 있다.
In addition, the
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 주파수 영역 예측을 수행할 수 있다. 주파수 영역 예측에 따르면, 주파수 영역에서 현재 부호화 단위의 변환 계수의 예측값은 주변 부호화 단위의 복원 샘플들을 이용하여 산출될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 주파수 영역에서의 예측 복호화를 수행할 수 있다. 주파수 영역에서 현재 부호화 단위의 변환 계수는 주변 부호화 단위의 복원 샘플들을 이용하여 복원될 수 있다.In addition, the
주파수 영역 예측 모드는, 참조하는 주변 정보의 방향에 따라 정의된다. 예를 들어, 수직 방향의 주변 정보가 참조되는 경우 주파수 영역 예측 모드 FDP_mode는 0으로 설정되고(FDP_mode = 0), 수평 방향의 주변 정보가 참조되는 경우 주파수 영역 예측 모드는 1로 설정된다(FDP_mode = 1). 또한, DC 인트라 예측 모드에 따르는 부호화 단위에 대해서는 주파수 영역 예측 모드는 2로 설정되며(FDP_mode = 2), 수직 방향의 주변 정보 및 수평 방향의 주변 정보가 모두 참조되는 경우 주파수 영역 예측 모드는 3으로 설정된다(FDP_mode = 3). The frequency domain prediction mode is defined according to the direction of the surrounding information to be referred to. For example, when the vertical directional peripheral information is referred to, the frequency domain prediction mode FDP_mode is set to 0 (FDP_mode = 0) and the frequency domain prediction mode is set to 1 if the horizontal directional peripheral information is referred to (FDP_mode = One). The frequency domain prediction mode is set to 2 (FDP_mode = 2) for the coding unit conforming to the DC intra prediction mode, and the frequency domain prediction mode is set to 3 when all of the information in the vertical direction and the information in the horizontal direction are referred to (FDP_mode = 3).
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 주변 정보를 이용한 현재 부호화 단위의 변환 계수를 복원하기 위해서는, 현재 부호화 단위보다 이전에 복호화된 부호화 단위의 복원 샘플을 참조하여야 한다. 다만 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따라, 현재 부호화 단위의 변환 계수를 복원하기 위한 참조 정보가 참조할 수 없는 샘플인 경우, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1500)는 주변 정보 중 접근할 수 있는 복원 샘플을 대신 이용하여 참조할 수 있다. In order for the
예를 들어, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따라 독립적 상단 부호화 단위의 변환 계수가 현재 참조될 수 없다면, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 좌측 부호화 단위의 정보를 참조할 수 있도록, 주파수 영역 예측 모드를 수평 방향의 주변 정보를 참조하는 모드 'FDP_mode = 1'로 변경한다. 유사한 방식으로 좌측 부호화 단위의 변환 계수가 현재 참조될 수 없었다면, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 상단 부호화 단위의 변환 계수를 참조할 수 있도록, 주파수 영역 예측 모드를 수직 방향의 주변 정보를 참조하는 모드 'FDP_mode = 0'로 변경한다.For example, if the transform coefficients of the independent upper-level coding unit can not be currently referenced in accordance with the independent coding of the coding unit level, the
다만, 현재 부호화 단위가 최대 부호화 단위인 경우에는 주파수 영역 예측은 수행되지 않는다.However, if the current encoding unit is the maximum encoding unit, the frequency domain prediction is not performed.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_decode_flag) 또는 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보(use_independent_cu_parse_flag)가 '참'값을 가지는 것으로 판독되고 부호화 단위 레벨의 독립 파싱 또는 독립 복호화가 채택된다면, 부호화 단위 레벨의 독립적 주파수 영역 예측에 따른 복호화를 수행하여야 한다. 다만 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 따라 현재 주변 정보를 참조할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.The
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)가 비트스트림에 삽입하여 전송한 부호화 정보는, 부호화 단위 레벨에서 독립적으로 수행한 주파수 영역 예측을 위해 참조할 수 있는 주변 정보를 나타내도록 조정된 주파수 영역 예측 모드 FDP_mode를 포함하고 있을 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 수신된 비트스트림으로부터 부호화 정보를 추출하고, 부호화 정보 중 주파수 영역 예측 모드에 따라 주파수 영역 예측 복호화를 수행할 수 있다.
The encoded information inserted and transmitted by the
도 24a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 복원 샘플을 이용한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.24A illustrates a post-processing scheme of intra prediction using a reconstructed sample according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화를 고려하지 않는 경우, 현재 부호화 단위의 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 멀티 파라미터로서 이용하여 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 후처리하는 멀티 파라미터 인트라 예측을 수행할 수 있다.The
도 24a를 참조하면, 현재 부호화 단위(2400)의 흰색 원형 픽셀들은 인트라 예측값의 샘플들이며, 현재 부호화 단위(2400)을 둘러싸고 있는 영역(2405)의 흑색 원형 픽셀들은 주변 복원 샘플들이다. 단계 2411에서, 좌측 상단 픽셀은 상단의 주변 복원 샘플 및 좌측의 주변 복원 샘플을 이용하여 후처리된다. 현재 부호화 단위(2400)의 후처리된 복원 샘플은 흰색 사각형 픽셀로 도시된다. Referring to FIG. 24A, the white circular pixels of the
단계 2412, 2413, 2414, 2415, 2416을 따라 단계적으로 도시된 바와 같이, 현재 픽셀의 상단 샘플 또는 좌측 샘플이 주변 부호화 단위의 복원 샘플(흑색 원형 픽셀) 또는 현재 부호화 단위(2400)의 후처리된 복원 샘플(흰색 사각형 픽셀)을 이용하여 현재 픽셀의 인트라 예측값이 후처리된다. As shown stepwise along
도 24b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한 인트라 예측의 후처리의 도식을 도시한다.FIG. 24B shows a diagram of post-processing of intra prediction for independent decoding at the coding unit level according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화를 수행하는 경우, 현재 부호화 단위의 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 참조할 수 없으므로, 멀티 파라미터 인트라 예측을 위한 파라미터를 변경하는 것이 바람직하다. Since the
도 24b를 참조하면, 현재 부호화 단위(2450)의 흰색 원형 픽셀들은 인트라 예측값의 샘플들이며, 현재 부호화 단위(2450)를 둘러싸고 있는 영역(2455)의 흑색 원형 픽셀들은 주변 복원 샘플들이다. 다만, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따라 현재 영역(2455)의 주변 복원 샘플들은 참조될 수 없는 상태이다. Referring to FIG. 24B, the white circular pixels of the
이경우 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 단계 2461에서, 좌측 상단 픽셀은 상단의 주변 복원 샘플 및 좌측의 주변 복원 샘플을 참조할 수 없으므로, 현재 DC값이 그대로 후처리값으로 결정된다. 또한, 후처리된 좌측 상단 픽셀의 우측 픽셀 및 하단 픽셀은, 후처리된 좌측 상단 픽셀 및 각각의 하단의 픽셀들을 이용하여 후처리될 수 있다. In this case, in the
마찬가지로 단계 2462, 2463, 2464, 2465에 따라 단계적으로 도시된 바와 같이, 현재 부호화 단위(2450)의 픽셀들 중 현재 픽셀의 상단, 좌측 및 하단 픽셀들 중 후처리된 복원 샘플들을 이용하여, 현재 픽셀의 인트라 예측값이 후처리될 수 있다.Similarly, using post-processed restoration samples among the upper, left, and lower pixels of the current pixel among the pixels of the
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 복호화에 의해, 현재 부호화 단위의 주변 복원 샘플이 참조될 수 없는 경우, 현재 부호화 단위의 인트라 예측값을 후처리하기 위해, 현재 부호화 단위의 픽셀들 중 현재 픽셀의 상단, 좌측 및 하단 픽셀들 중 후처리된 복원 샘플들을 이용할 수 있다.The
도 25 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 위한, CABAC 방식에 따르는 엔트로피 부복호화의 도식을 도시한다.FIG. 25 illustrates a scheme of entropy decoding according to the CABAC scheme for independent coding of coding unit levels and independent decoding of coding unit levels according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 CABAC 기법에 따른 엔트로피 부호화를 수행하기 위해, 현재 부호화 단위와 현재 부호화 단위의 상측 부호화 단위 및 좌측 부호화 단위간의 경계의 픽셀들을 참조할 수 있다.The
다만 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는, 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화를 수행하는 경우, CABAC 기법에 따른 엔트로피 부호화를 수행하기 위해 현재 부호화 단위의 주변 부호화 단위의 복원된 샘플들을 참조할 수 없다.However, when the encoding unit level independent encoding is performed, the
예를 들어, 부호화 단위 레벨에서의 순차적인 부호화에 따르면 CABAC 기법에 따른 현재 부호화 단위 CUcurrent(2510)의 엔트로피 부호화를 위해서, 상측 부호화 단위 CUa(2520)과 CUcurrent(2510)의 경계(2525) 및 좌측 부호화 단위 CUb(2530)과 CUcurrent(2510)의 경계(2535)가 참조될 수 있다. For example, according to the sequential coding at the coding unit level, for entropy coding of the current
그러나, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화에 따르면, CUcurrent(2510)의 엔트로피 부호화를 위해 경계(2525) 및 경계(2535)의 픽셀들이 참조될 수 없다. 또한, 일 실시예에 따른 부호화 단위 레벨의 엔트로피 복호화에 따르더라도, CUcurrent(2510)의 엔트로피 복호화를 위해 경계(2525) 및 경계(2535) 상의 복원 샘플들이 참조될 수 없다. However, according to the encoding unit level independent encoding according to an embodiment, pixels of the
도 26 은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화를 위한 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.26 shows a flowchart of a video encoding method for independent parsing or decoding according to an embodiment of the present invention.
단계 2610에서, 현재 픽처는 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할된다. 단계 2620에서, 최대 부호화 단위마다, 심도가 깊어짐에 따라 발생하는 적어도 하나의 분할 영역 별로 부호화하여, 적어도 하나의 부호화 심도가 결정된다. 현재 부호화 단위의 부호화를 위해 주변 정보를 참조하지 않는 부호화 단위 레벨의 독립적 부호화가 가능하다. 또한, 동시에 다수의 연산 프로세서가 지원되는 연산 환경이라면, 각각의 부호화 단위들이 주변 정보로부터 독립적으로 부호화되는 독립 부호화와, 다수의 부호화 단위들이 동시에 병렬적으로 부호화하는 병렬 부호화가 구현될 수 있다.In
단계 2630에서, 최대 부호화 단위마다, 부호화된 비디오 데이터 및 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 포함하는 비트스트림이 출력될 수 있다. 일 실시예에 따른 비트스트림에는, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나가 삽입된다. 특히 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 부호화를 지원하는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림에 삽입되어 출력될 수 있다.In
도 27 는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립적인 파싱 또는 복호화에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.FIG. 27 shows a flowchart of a video decoding method according to an independent parsing or decoding method according to an embodiment of the present invention.
단계 2710에서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림이 수신되고, 비트스트림으로부터 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나가 추출된다. 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보 및 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 부호화 단위별 정보로부터 추출될 수 있다. In
일 실시예에 따른 데이터 단위의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화는, 슬라이스 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화일 수 있으며, 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 또는 독립적 복호화일 수 있다.Independent or independent decoding of data units according to one embodiment may be slice-level independent parsing or independent decoding, and may be independent unit-level parsing or independent decoding.
단계 2720에서, 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보에 기초하여 비트스트림이 파싱되고, 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 부호화된 비디오 데이터 및 부호화 정보가 추출된다. 부호화 정보는 해당 최대 부호화 단위 내에 존재하는 적어도 하나의 부호화 심도들에 관한 정보 및 부호화 심도의 부호화 단위별 부호화 모드에 관한 정보를 포함할 수 있다. 데이터 단위의 독립적 파싱 여부를 나타내는 정보가 '참'값이라면, 주변 정보를 참조하지 않고 현재 부호화 단위의 심볼을 파싱할 수 있다. In
단계 2730에서, 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보 및 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여, 부호화된 비디오 데이터의 최대 부호화 단위별로, 적어도 하나의 부호화 심도별 부호화 단위가 복호화된다. 데이터 단위의 독립적 복호화 여부를 나타내는 정보가 부호화 단위 레벨의 독립적 복호화를 정의하고 있다면, 일 실시예에 따라 최대 부호화 단위별 부호화된 비디오 데이터는 주변 부호화 단위의 정보를 참조하지 않고 복호화될 수 있다.At
순차적 복호화에 따른 디코딩 툴에 따르는 경우 현재 부호화 단위의 복호화를 위해 참조되어야 하는 주변 정보는, 독립적 복호화에 따라 접근할 수 없는 경우가 발생한다. 이러한 경우 현재 접근할 수 있는 정보를 참조하며 현재 부호화 단위의 예측 복호화가 수행될 수 있도록, 현재 부호화 단위를 위한 참조 정보가 변경되는 것이 바람직하다.According to a decoding tool according to sequential decoding, peripheral information to be referred to for decoding a current encoding unit may not be accessible according to independent decoding. In this case, it is preferable that the reference information for the current encoding unit is changed so that predictive decoding of the current encoding unit can be performed while referring to information currently accessible.
본 발명의 일 실시예에 따르면 대형 부호화 단위의 채택이 가능하므로, 주변 정보를 참조할 필요 없이 현재 부호화 단위의 예측 부복호화가 가능하다. 또한 하드웨어 성능 향상 및 하드웨어 코스트가 감소함에 따라 다수의 연산 프로세서를 이용한 복호화기 구현이 가능하다. 따라서 다수의 연산 프로세스들마다 각각 다른 부호화 단위들에 대해, 부호화 단위 레벨의 독립적 파싱 및 복호화를 동시에 수행함으로써 부호화 단위 레벨의 병렬 복호화가 가능하다. According to the embodiment of the present invention, since the large coding unit can be adopted, prediction unit decoding of the current coding unit can be performed without referring to the surrounding information. As the hardware performance and the hardware cost are reduced, it is possible to implement a decoder using a plurality of operation processors. Therefore, parallel decoding at the encoding unit level is possible by simultaneously performing independent parsing and decoding of encoding unit levels for different encoding units for each of a plurality of operation processes.
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) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.The above-described embodiments of the present invention can be embodied in a general-purpose digital computer that can be embodied as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and an optical reading medium (e.g., CD-ROM, DVD, etc.).
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. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
Claims (3)
상기 복수의 최대 부호화 단위들 중 하나의 최대 부호화 단위 내에서, 병렬적인 움직임 예측을 위한 데이터 영역에 대한 정보를 비트스트림으로부터 획득하는 단계;
상기 데이터 영역에 대한 정보를 이용하여 데이터 영역을 결정하는 단계;
현재 블록과 상기 현재 블록의 이웃 블록이 상기 데이터 영역에 포함될 때, 상기 이웃 블록을 참조할 수 없는 블록으로 결정하는 단계; 및
상기 참조할 수 없는 블록을 제외한 움직임 벡터 예측 후보 블록들 중에서 하나의 블록의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 이웃 블록은 복호화 순서에 따라 상기 현재 블록보다 먼저 복호화되고,
상기 데이터 영역의 크기는 상기 현재 최대 부호화 단위의 크기보다 작거나 동일하고,
상기 현재 최대부호화 단위는 적어도 하나의 심도의 부호화 단위로 계층적으로 분할되고,
현재 심도의 부호화 단위가 분할되는 경우에, 상기 현재 심도의 부호화 단위는 이웃 부호화 단위들과 독립적으로 정사각형인 하위 심도의 부호화 단위들로 4분할되고,
상기 현재 심도의 부호화 단위가 분할되지 않는 경우에, 상기 현재 심도의 부호화 단위로부터 상기 현재 블록을 포함하는 예측 블록이 생성되는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 결정 방법.Dividing an image into a plurality of maximum encoding units using information on a size of a maximum encoding unit;
Obtaining information on a data region for parallel motion prediction from a bitstream within one of the plurality of maximum coding units;
Determining a data area using information on the data area;
Determining a block that can not refer to the neighboring block when the current block and the neighboring block of the current block are included in the data area; And
And determining a motion vector of the current block using a motion vector of one of the motion vector prediction candidate blocks excluding the non-referable block,
The neighboring blocks are decoded prior to the current block according to a decoding order,
The size of the data area is less than or equal to the size of the current maximum encoding unit,
Wherein the current maximum encoding unit is hierarchically divided into at least one depth encoding unit,
When the current depth coding unit is divided, the current depth coding unit is divided into four sub-depth coding units independent of neighboring coding units,
Wherein a prediction block including the current block is generated from the current depth coding unit if the current coding unit is not divided.
상기 데이터 영역에 대한 정보에 기초하여 결정된 서로 다른 데이터 영역에 상기 현재 블록과 상기 이웃 블록이 각각 포함되는 경우에, 상기 이웃 블록을 참조할 수 있는 블록으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 결정 방법.2. The method of claim 1,
When the current block and the neighboring block are included in different data areas determined based on the information on the data area, determining the block as a block that can refer to the neighboring block A method for determining a motion vector.
움직임 벡터 예측 후보 블록들 중에서 하나의 블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 결정하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 영상을 최대 부호화 단위의 크기에 대한 정보를 이용하여 복수의 최대 부호화 단위들로 분할하고, 상기 복수의 최대 부호화 단위들 중 하나의 최대 부호화 단위 내에서, 병렬적인 움직임 예측을 위한 데이터 영역에 대한 정보를 비트스트림으로부터 획득하고, 상기 데이터 영역에 대한 정보를 이용하여 데이터 영역을 결정하고, 상기 현재 블록과 상기 현재 블록의 이웃 블록이 상기 데이터 영역에 포함될 때, 상기 이웃 블록을 참조할 수 없는 블록으로 결정하고, 상기 참조할 수 없는 블록을 제외한 상기 움직임 벡터 예측 후보 블록들 중에서 하나의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 결정하고,
상기 이웃 블록은 복호화 순서에 따라 상기 현재 블록보다 먼저 복호화되고
상기 데이터 영역의 크기는 상기 현재 최대 부호화 단위의 크기보다 작거나 동일하고,
상기 현재 최대부호화 단위는 적어도 하나의 심도의 부호화 단위로 계층적으로 분할되고,
현재 심도의 부호화 단위가 분할되는 경우에, 상기 현재 심도의 부호화 단위는 이웃 부호화 단위들과 독립적으로 정사각형인 하위 심도의 부호화 단위들로 4분할되고,
상기 현재 심도의 부호화 단위가 분할되지 않는 경우에, 상기 현재 심도의 부호화 단위로부터 상기 현재 블록을 포함하는 예측 블록이 생성되는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 결정 장치.A motion vector determination apparatus comprising:
And a processor for determining a motion vector of a current block using a motion vector of one of the motion vector prediction candidate blocks,
Wherein the processor divides an image into a plurality of maximum encoding units using information on a size of a maximum encoding unit and encodes data for parallel motion prediction in one of the plurality of maximum encoding units Wherein the data area is determined based on information on the data area, and when the current block and the neighboring block of the current block are included in the data area, the neighboring block is referred to Determining a motion vector of the current block using one motion vector among the motion vector prediction candidate blocks excluding the non-referable block,
The neighboring blocks are decoded prior to the current block according to a decoding order
The size of the data area is less than or equal to the size of the current maximum encoding unit,
Wherein the current maximum encoding unit is hierarchically divided into at least one depth encoding unit,
When the current depth coding unit is divided, the current depth coding unit is divided into four sub-depth coding units independent of neighboring coding units,
Wherein a prediction block including the current block is generated from the current depth coding unit when the current coding unit is not divided.
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