KR20150084738A - Method and apparatus for video encoding considering scanning order of coding units with hierarchical structure, and method and apparatus for video decoding considering scanning order of coding units with hierarchical structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비디오의 부호화 및 복호화에 관한 것이다.The present invention relates to encoding and decoding of video.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다. 또한, 기존의 비디오 코덱은 매크로블록을 래스터 방식에 따라 스캔하여 비디오 데이터를 부복호화한다.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 conventional video codec, video is encoded according to a limited encoding method based on a macroblock of a predetermined size. The conventional video codec scans a macroblock according to a raster method to decode video data.
본 발명은 비디오의 부복호화와 관련된 데이터 스캔 순서 및 데이터 간의 이웃 관계에 관한 것이다.The present invention relates to data scan order and neighbor relationship between data associated with negative decoding of video.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)하는 단계; 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 할당되는 현재 픽처의 부호화된 영상 데이터와, 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출하는 단계; 및 상기 최대 부호화 단위의 래스터 스캔 순서 및 심도별 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서를 고려하여, 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 상기 최대 부호화 단위별 부호화된 영상 데이터를 복호화하는 단계를 포함하고, 상기 최대 부호화 단위는 적어도 하나의 심도에 따라 공간적으로 분할되어 적어도 하나의 심도별 부호화 단위를 포함하며, 최하위 심도로부터 심도가 깊어짐에 따라 상기 최상위 심도인 최대 부호화 단위로부터 최하위 심도인 최소 부호화 단위까지 상기 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a video decoding method including: receiving and parsing a bitstream of encoded video; Extracting coded image data of a current picture allocated to a maximum coding unit which is a coding unit of a maximum size and coding depth and coding mode information per coding unit; And decoding the image data encoded by the maximum encoding unit based on information on the encoding depth and encoding mode of the maximum encoding unit in consideration of the raster scan order of the maximum encoding unit and the zigzag scan order of the depth encoding unit Wherein the maximum encoding unit is spatially divided according to at least one depth to include at least one depth-dependent encoding unit, and as the depth is deepened from the lowest depth, the maximum encoding unit from the highest encoding depth to the lowermost depth The maximum encoding unit is hierarchically divided up to the minimum encoding unit.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 상기 최대 부호화 단위별 적어도 하나의 심도별 부호화 단위의 계층적 구조를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.The decoding step may include analyzing a hierarchical structure of at least one depth encoding unit for each maximum encoding unit using information on the encoding depth and the encoding mode for each maximum encoding unit .
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 래스터 스캔 순서에 따른 최대 부호화 단위별 주소에 기초하여, 상기 각각의 최대 부호화 단위의 위치를 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step may further include a step of searching for a position of each of the maximum encoding units based on the addresses of the maximum encoding unit according to the raster scan order.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 최대 부호화 단위마다 지그재그 스캔 순서에 따른 최소 부호화 단위별 인덱스에 기초하여, 각각의 최소 부호화 단위의 위치를 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step may further include searching for a position of each minimum encoding unit based on a minimum encoding unit index according to a zigzag scan order for each maximum encoding unit.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 최대 부호화 단위마다 래스터 스캔 순서에 따른 최소 부호화 단위별 인덱스에 기초하여, 각각의 최소 부호화 단위의 위치를 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step may further include a step of searching for a position of each minimum encoding unit based on a minimum encoding unit index according to a raster scan order for each maximum encoding unit.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 최대 부호화 단위마다, 각각의 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스 및 래스터 스캔 순서에 따른 인덱스를 상호 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step may further include the step of converting indexes according to the zigzag scanning order of each minimum coding unit and indexes according to the raster scanning order for each maximum coding unit.
일 실시예에 따른 상기 최대 부호화 단위의 위치는, 상기 영상 픽처의 좌측상단의 픽셀 위치에 대하여 상대적인 상기 최대 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다.The position of the maximum coding unit according to an exemplary embodiment may be represented by a pixel position at the upper left of the maximum coding unit relative to a pixel position at the upper left of the image picture.
일 실시예에 따른 상기 최소 부호화 단위의 위치는, 해당 최대 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치에 대하여 상대적인 상기 최소 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다.The position of the minimum coding unit according to an exemplary embodiment may be represented by the pixel position of the upper left corner of the minimum coding unit relative to the pixel position of the upper left corner of the maximum coding unit.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 최대 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 부호화 단위의 스캔 순서를 고려하여, 이웃 정보의 이용 가능성을 검색하여 상기 이웃 정보를 참조할 수 있다.The decoding step may refer to the neighbor information by searching the availability of the neighbor information considering the scan order of the maximum encoding unit, the prediction unit, and the minimum encoding unit.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 최대 부호화 단위의 이용가능성을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step according to an exemplary embodiment may further include searching for the availability of the maximum encoding unit.
일 실시예에 따라 상기 복호화 단위에서 상기 최대 부호화 단위가 현재 픽처에 포함되지 경우, 상기 최대 부호화 단위가 현재 슬라이스에 포함되지 않는 경우 및 상기 최대 부호화 단위의 주소가 현재 최대 부호화 단위의 주소보다 후순위인 경우 중 하나인 경우를 제외하면, 상기 최대 부호화 단위의 데이터는 이용할 수 있다.According to one embodiment, when the maximum coding unit is not included in the current picture in the decoding unit, the maximum coding unit is not included in the current slice, and the case where the address of the maximum coding unit is later than the address of the current maximum coding unit , The data of the maximum encoding unit can be used.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 최대 부호화 단위 내에서 심도별 부호화 단위의 이용가능성을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step according to an exemplary embodiment may further include retrieving the availability of the depth-dependent encoding unit within the maximum encoding unit.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계에서 상기 최대 부호화 단위가 현재 픽처에 포함되지 않는 경우, 상기 최대 부호화 단위가 현재 슬라이스에 포함되지 않는 경우, 상기 최대 부호화 단위의 주소가 현재 최대 부호화 단위의 주소보다 후순위인 경우 및 상기 심도별 부호화 단위의 좌측 상단의 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스가 현재 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스보다 후순위인 경우 중 하나인 경우를 제외하면, 상기 심도별 부호화 단위의 데이터는 이용할 수 있다.If the maximum encoding unit is not included in the current picture in the decoding step according to an embodiment of the present invention and the maximum encoding unit is not included in the current slice, the address of the maximum encoding unit is less than the address of the current maximum encoding unit And the index in accordance with the zigzag scanning order of the minimum coding unit in the upper left of the coding unit for depth is one of the cases where the index according to the zigzag scanning order of the current minimum coding unit is one of the depth coding Data in units can be used.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 최대 부호화 단위 및 이용가능성을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step according to an exemplary embodiment may further include searching for a maximum encoding unit neighboring the current maximum encoding unit and an availability.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계에서 상기 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 최대 부호화 단위는, 상기 현재 최대 부호화 단위의 좌측 최대 부호화 단위, 상단 최대 부호화 단위, 우측상단 최대 부호화 단위, 및 좌측상단 최대 부호화 단위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The maximum coding unit neighboring the current maximum coding unit in the decoding step according to an exemplary embodiment may include a left maximum coding unit, an uppermost coding unit, a right uppermost coding unit, and a left uppermost coding unit Or the like.
일 실시예에 따라 상기 복호화 단계는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위 및 상기 이웃하는 최소 부호화 단위의 이용가능성을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the decoding step may further include searching for the availability of the minimum encoding unit neighboring to the current prediction unit included in the current maximum encoding unit and the neighboring minimum encoding unit.
일 실시예에 따라 상기 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위는, 상기 현재 예측 단위의 좌측 최소 부호화 단위, 상단 최소 부호화 단위, 우측상단 최소 부호화 단위, 좌측상단 최소 부호화 단위 및 좌측하단 최소 부호화 단위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment, the minimum coding unit neighboring the current prediction unit may be a left minimum coding unit, an uppermost minimum coding unit, a right uppermost minimum coding unit, a left uppermost minimum coding unit, and a left lower minimum coding unit And may include at least one.
일 실시예에 따라 상기 복호화 단계는, 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 경계의 위치 및 상기 이웃하는 경계의 이용가능성을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the decoding step may further include searching for a location of a boundary neighboring the current maximum encoding unit and an availability of the neighboring boundary.
일 실시예에 따라 상기 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 경계는, 상기 현재 최대 부호화 단위의 좌측 최대 부호화 단위, 상단 최대 부호화 단위, 우측상단 최대 부호화 단위 및 좌측상단 최대 부호화 단위 중 적어도 하나의 경계를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the boundary adjacent to the current maximum encoding unit includes at least one of a left maximum encoding unit, an uppermost encoding unit, a right uppermost encoding unit, and a left uppermost encoding unit of the current maximum encoding unit can do.
일 실시예에 따라, 상기 최소 부호화 단위에 대해, 해당 심도별 부호화 단위에 관한 정보, 상기 해당 심도별 부호화 단위의 예측 단위로의 분할에 관한 정보, 상기 예측 단위의 예측 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 부호화 정보가 설정되어 있을 수 있다.According to one embodiment, for the minimum coding unit, at least one of information on a coding unit for each depth, information about division into a prediction unit of the coding unit for each depth, and information on a prediction mode of the prediction unit May be set.
일 실시예에 따른 상기 복호화 단계는, 상기 최소 부호화 단위의 부호화 정보에 기초하여, 상기 최소 부호화 단위를 포함하는 심도별 부호화 단위 또는 예측 단위의 이용가능성을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.The decoding step according to an exemplary embodiment may further include searching for the availability of a depth encoding unit or a prediction unit including the minimum encoding unit based on the encoding information of the minimum encoding unit.
일 실시예에 따라 상기 최대 부호화 단위는 적어도 하나의 부호화 단위를 포함하고, 서로 이웃하는 제 1 부호화 단위 및 제 2 부호화 단위에 있어서, 래스터 스캔 순서에 따라 제 1 부호화 단위가 제 2 부호화 단위보다 후순위이고, 지그재그 스캔 순서에 따라 상기 제 1 부호화 단위가 상기 제 2 부호화 단위보다 선순위인 경우, 상기 제 2 부호화 단위의 복호화를 위해 상기 제 1 부호화 단위를 참조할 수 있다.According to an embodiment, the maximum encoding unit includes at least one encoding unit, and in the first encoding unit and the second encoding unit neighboring to each other, the first encoding unit is positioned in a subordinate to the second encoding unit If the first encoding unit is higher than the second encoding unit according to the zigzag scan order, the first encoding unit may be referred to for decoding the second encoding unit.
일 실시예에 따라 상기 제 1 부호화 단위가 상기 제 2 부호화 단위의 좌측하단에 이웃하는 경우, 상기 제 2 부호화 단위의 복호화를 위해 상기 제 1 부호화 단위를 참조할 수 있다.According to an exemplary embodiment, when the first encoding unit is adjacent to the lower left end of the second encoding unit, the first encoding unit may be referred to for decoding the second encoding unit.
일 실시예에 따라 상기 제 1 부호화 단위가 상기 제 2 부호화 단위의 좌측하단에 이웃하는 경우, 상기 제 2 부호화 단위의 복호화를 위해 상기 제 1 부호화 단위의 우측 경계를 참조할 수 있다.According to an embodiment, when the first encoding unit is adjacent to the lower left end of the second encoding unit, the right boundary of the first encoding unit may be referred to for decoding the second encoding unit.
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 영역을 분할하는 횟수가 증가함에 따라 깊어지는 심도에 기초하여, 상기 심도마다 상기 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 상기 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정하는 단계; 상기 최대 부호화 단위마다 결정된 하나의 부호화 심도로 부호화된 영상 데이터와, 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 부호화하여 출력하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 최대 부호화 단위들 간의 래스터 스캔 순서 및 상기 각각의 최대 부호화 단위에 포함되는 적어도 하나의 심도별 부호화 단위들 간의 지그재그 스캔 순서를 고려하여 부호화될 수 있다.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; Encoding the at least one divided area in which the area of the maximum encoding unit is divided for each depth, based on a depth that increases as the number of times of dividing the area of the maximum encoding unit increases, Determining a depth at which the result is to be output; And encoding and outputting image data encoded with one coding depth determined for each of the maximum coding units and information on the coding depth and coding mode and outputting the coded image data and the raster scanning order between the at least one maximum coding units, May be encoded in consideration of a zigzag scan order between at least one depth-dependent encoding units included in the maximum encoding unit.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은, 현재 데이터 단위의 영상 데이터의 부호화를 위해, 현재 데이터 단위의 좌측 하단에 위치하는 데이터 단위를 포함하는 이웃 정보를 참조할 수 있다.The video encoding method according to an exemplary embodiment may refer to neighbor information including a data unit located at the lower left of the current data unit for encoding the video data of the current data unit.
일 실시예에 따른 상기 이웃 정보는, 현재 최대 부호화 단위의 좌측 최대 부호화 단위, 상단 최대 부호화 단위, 우측상단 최대 부호화 단위 및 좌측상단 최대 부호화 단위를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이웃 정보는, 현재 예측 단위의 좌측 최소 부호화 단위, 상단 최소 부호화 단위, 우측상단 최소 부호화 단위, 좌측상단 최소 부호화 단위 및 좌측하단 최소 부호화 단위를 포함할 수 있다. 상기 이웃 정보는, 현재 예측 단위의 좌측하단 부호화 단위의 경계를 포함할 수도 있다.The neighbor information according to an embodiment may include a left maximum coding unit, an uppermost maximum coding unit, a right uppermost coding unit and a left uppermost coding unit of the current maximum coding unit. In addition, the neighbor information may include a left minimum coding unit, an uppermost minimum coding unit, a right uppermost minimum coding unit, a left uppermost minimum coding unit, and a lower left minimum coding unit of the current prediction unit. The neighbor information may include a boundary of a left lower coding unit of a current prediction unit.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법에서, 상기 최대 부호화 단위는 적어도 하나의 부호화 단위를 포함하고, 서로 이웃하는 제 1 부호화 단위 및 제 2 부호화 단위에 있어서, 래스터 스캔 순서에 따라 제 1 부호화 단위가 제 2 부호화 단위보다 후순위이거나, 지그재그 스캔 순서에 따라 상기 제 1 부호화 단위가 상기 제 2 부호화 단위보다 선순위인 경우, 상기 제 1 부호화 단위는 상기 제 2 부호화 단위의 이웃 정보로써 참조될 수 있다. 상기 제 1 부호화 단위가 상기 제 2 부호화 단위의 좌측하단에 이웃하여 위치할 수 있다. In the video encoding method according to an embodiment, the maximum encoding unit includes at least one encoding unit, and in a neighboring first encoding unit and a second encoding unit, a first encoding unit The second encoding unit may be referred to as neighbor information of the second encoding unit if the first encoding unit is higher than the second encoding unit in a zigzag scan order. And the first encoding unit may be positioned adjacent to the lower left end of the second encoding unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)하는 수신부; 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 할당되는 현재 픽처의 부호화된 영상 데이터와, 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출하는 추출부; 및 상기 최대 부호화 단위의 래스터 스캔 순서 및 심도별 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서를 고려하여, 상기 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 상기 최대 부호화 단위별 부호화된 영상 데이터를 복호화하는 영상 데이터 복호화부를 포함하고, 상기 최대 부호화 단위는 적어도 하나의 심도에 따른 심도별 부호화 단위를 포함하며, 최하위 심도로부터 심도가 증가함에 따라 상기 최하위 심도인 최대 부호화 단위로부터의 상기 심도별 부호화 단위가 계층적으로 분할된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a video decoding apparatus including: a receiving unit for receiving and parsing a bitstream of encoded video; An extraction unit for extracting coded image data of a current picture allocated to a maximum encoding unit which is a maximum size encoding unit and information on the encoding depth and encoding mode; And decoding the image data encoded by the maximum encoding unit based on information on the encoding depth and encoding mode of the maximum encoding unit in consideration of the raster scan order of the maximum encoding unit and the zigzag scan order of the depth encoding unit Wherein the maximum encoding unit includes a depth encoding unit according to at least one depth, and as the depth from the lowest depth increases, the depth encoding unit from the maximum encoding unit, which is the lowest depth, .
본 발명의 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 영역을 분할하는 횟수가 증가함에 따라 깊어지는 심도에 기초하여, 상기 심도마다 상기 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 상기 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정하는 부호화 심도 결정부; 상기 최대 부호화 단위마다 결정된 하나의 부호화 심도로 부호화된 영상 데이터와, 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 부호화하여 출력하는 출력부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 최대 부호화 단위들 간의 래스터 스캔 순서 및 상기 각각의 최대 부호화 단위에 포함되는 적어도 하나의 심도별 부호화 단위들 간의 지그재그 스캔 순서를 고려하여 부호화된다.A video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention 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; Encoding the at least one divided area in which the area of the maximum encoding unit is divided for each depth, based on a depth that increases as the number of times of dividing the area of the maximum encoding unit increases, An encoding depth determination unit for determining a depth at which a result is output; And an output unit for encoding image data encoded at one encoding depth determined for each of the maximum encoding units and encoding depth and encoding mode information, and outputting the encoded image data, wherein a raster scan order between the at least one maximum encoding units, And the zigzag scanning order between at least one depth-dependent coding units included in the maximum coding unit of the coding unit.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 개시한다.The present invention discloses 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.
본 발명은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 개시한다.The present invention discloses a computer-readable recording medium on which a program for implementing a video encoding 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 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 부호화 장치를 도시한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 복호화 장치를 도시한다.
도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 래스터 스캔 순서를 도시한다.
도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 부호화 단위의 래스터 스캔 순서를 도시한다.
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서를 도시한다.
도 19 은 본 발명의 일 실시예에 따라 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 최대 부호화 단위들을 도시한다.
도 20 은 래스터 스캔 방식에 따르는 기존 매크로블록을 도시한다.
도 21 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 지그재그 스캔 순서에 따르는 현재 예측 단위를 도시한다.
도 22 는 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위들을 도시한다.
도 23 은 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 이용한 움직임 벡터의 예측 방법을 도시한다.
도 24 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 이용한 보간 방법을 도시한다.
도 25 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 복호화 방법을 도시한다.
도 26 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 부호화 방법을 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.
14 illustrates a video encoding apparatus that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
15 illustrates a video decoding apparatus that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
16 illustrates a raster scan sequence of a maximum encoding unit according to an embodiment of the present invention.
17 illustrates a raster scan sequence of a minimum encoding unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 shows a zigzag scanning order of coding units according to depths according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 illustrates the maximum encoding units neighboring the current maximum encoding unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 20 shows an existing macroblock according to the raster scanning scheme.
Figure 21 shows a current prediction unit according to a zigzag scan sequence, in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 22 illustrates the minimum encoding units neighboring the current prediction unit, in accordance with an embodiment of the present invention.
23 illustrates a method of predicting a motion vector using neighbor information according to an embodiment of the present invention.
24 illustrates an interpolation method using neighbor information according to an embodiment of the present invention.
25 illustrates a video decoding method that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
26 illustrates a video encoding method that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
이하 도 1 내지 도 26을 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 14을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 공간적으로 계층적인 데이터 단위에 기반한 비디오의 부호화 및 비디오의 복호화가 후술되고, 도 14 내지 도 26을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 스캔 순서를 고려하여 이웃 정보를 참조하는 비디오의 부호화 및 영상의 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 26. Referring to FIGS. 1 to 14, encoding and decoding of video based on spatially hierarchical data units according to an embodiment of the present invention will be described below, and with reference to FIGS. 14 to 26, Coding and video decoding of video referring to neighbor information will be described below in consideration of a data scanning order according to the present invention.
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 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.The encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
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 비디오 복호화부의 블록도를 도시한다.5 is a block diagram of a video 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 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 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 영상 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 비트스트림가 수신되어 파싱된다. In
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 26을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 데이터 스캔 순서를 고려하여 이웃 정보를 참조하는 비디오 부호화 및 비디오 복호화가 상술된다.Hereinafter, video coding and video decoding referring to neighbor information in consideration of a data scanning order according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 26. FIG.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 부호화 장치를 도시한다.14 illustrates a video encoding apparatus that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 최대 부호화 단위 분할부(1410), 부호화 심도 결정부(1420) 및 출력부(1450)를 포함한다. 출력부(1450)는 부호화된 영상 데이터 출력부(1430) 및 부호화 정보 출력부(1440)를 포함한다. 일 실시예에 따르는 비디오 부호화 장치(1400)는 도 1을 참조하여 전술된 비디오 부호화 장치(100)와 동일한 구성이다. 다만, 일 실시예에 따르는 데이터 스캔 순서를 고려하여 이웃 정보를 참조하여 부호화하기 위한 특징들이 이하 상술된다.The
일 실시예에 따라 최대 부호화 단위 분할부(1410)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획하고, 부호화 심도 결정부(1420)는 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. According to an embodiment, the maximum coding
일 실시예에 따라, 최대 부호화 단위별 부호화 순서는 래스터 스캔 순서를 고려한다. 최대 부호화 단위 내의 계층적 심도별 부호화 단위는 심도별로, 동일한 심도의 심도별 부호화 단위들끼리 지그재그 스캔 순서에 따라 스캔될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위 내에서 최소 부호화 단위별 부호화 순서는 지그재그 스캔 순서 또는 래스터 스캔 순서를 따를 수 있다.According to one embodiment, the encoding order for the largest encoding unit considers the raster scan order. The coding units of the hierarchical depth in the maximum coding unit can be scanned in the zigzag scanning order among the depth coding units of the same depth by depth. In addition, the encoding order of the minimum encoding unit in the maximum encoding unit may follow the zigzag scan order or the raster scan order.
일 실시예에 따라 부호화된 영상 데이터 출력부(1430)는, 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터의 비트스트림을 출력한다. 부호화 정보 출력부(1440)는, 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 부호화하여 출력한다. The image
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 현재 데이터 단위의 영상 데이터의 부호화를 위해, 현재 데이터 단위의 이웃 정보를 참조할 수 있다. 예를 들어, 현재 최대 부호화 단위, 현재 부호화 심도별 부호화 단위 또는 현재 예측 단위의 예측 부호화를 위해 이웃하는 최대 부호화 단위, 이웃하는 심도별 부호화 단위 등의 이웃 정보가 참조될 수 있다.The
구체적으로 보면, 이웃 정보는 현재 최대 부호화 단위의 좌측 최대 부호화 단위, 상단 최대 부호화 단위, 우측상단 최대 부호화 단위 및 좌측상단 최대 부호화 단위를 포함할 수 있다. 또한, 이웃 정보는 현재 예측 단위의 좌측 최소 부호화 단위, 상단 최소 부호화 단위, 우측상단 최소 부호화 단위, 좌측상단 최소 부호화 단위 및 좌측하단 최소 부호화 단위 등의 정보를 포함할 수 있다. Specifically, the neighbor information may include a left maximum coding unit, an uppermost coding unit, a right uppermost coding unit and a left uppermost coding unit of the current maximum coding unit. In addition, the neighbor information may include information such as a left minimum coding unit, an uppermost minimum coding unit, a right uppermost minimum coding unit, a left uppermost minimum coding unit and a lower left minimum coding unit of the current prediction unit.
또한, 데이터 단위 전체가 아닌 데이터 단위의 일부분이 이웃 정보로써 참조될 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 단위의 좌측하단에 위치하는 최대 부호화 단위의 우측 경계를 포함할 수 있다. Also, a portion of the data unit, rather than the entire data unit, may be referred to as neighbor information. For example, it may include the right boundary of the maximum encoding unit located at the lower left of the current prediction unit.
현재 데이터 단위의 좌측하단에 위치하는 데이터 단위는 래스터 스캔 순서에 따르면 현재 데이터 단위보다 후순위이기 때문에, 래스터 스캔 순서에 따르는 매크로블록 단위의 부호화 방식에서는, 현재 매크로블록의 부호화를 위해 참조될 수 없다. 그러나 본 발명에서는 최대 부호화 단위는 래스터 스캔 순서만을 따르되, 최대 부호화 단위 내의 최소 부호화 단위 및 데이터 단위들은 지그재그 스캔 순서을 따라 스캔될 수 있으므로 이웃 정보로써 참조될 수 있다.Since the data unit located at the lower left of the current data unit is a subordinate to the current data unit according to the raster scan order, it can not be referred to for coding the current macroblock in the macroblock-based coding scheme according to the raster scanning order. However, in the present invention, the maximum encoding unit only follows the raster scan order, and the minimum encoding units and data units in the maximum encoding unit can be scanned along the zigzag scan order, and thus can be referred to as neighbor information.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 복호화 장치를 도시한다.15 illustrates a video decoding apparatus that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따르는 비디오 복호화 장치(1500)는 수신부(1501), 추출부(1505), 및 영상 데이터 복호화부(1530)를 포함한다. 추출부(1505)는 영상 데이터 획득부(1510) 및 부호화 정보 추출부(1520)를 포함한다. 비디오 복호화 장치(1500)의 구성들은 도 2를 참조하여 전술된 비디오 복호화 장치(200)와 상응하는 구성들이다. 다만, 비디오 복호화 장치(1500)를 참조하여 일 실시예에 따른 데이터 스캔 순서를 고려하여 복호화하는 특징이 이하 상술된다.The
수신부(1501)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)하고, 추출부(1505)는 파싱된 수신한 비트스트림으로부터 각종 부호화된 정보를 추출한다. 영상 데이터 획득부(1510)는 파싱된 비트스트림으로부터, 최대 부호화 단위별로 부호화된 영상 데이터를 획득할 수 있다. 부호화 정보 추출부(1520)는 파싱된 비트스트림으로부터, 현재 픽처에 대한 헤더로부터 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. The receiving
영상 데이터 복호화부(1530)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 부호화된 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원하는데 있어서, 최대 부호화 단위의 래스터 스캔 순서 및 심도별 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서를 고려한다. The image
현재 데이터 단위의 복호화를 위해 이웃 정보가 참조될 수 있다. 예를 들어 현재 예측 단위의 인터 예측을 위해 이웃하는 예측 단위의 움직임 벡터가 참조될 수 있다. 또 다른 예로 현재 예측 단위의 인트라 예측을 위해, 현재 예측 단위의 픽셀 값에 이웃하는 데이터 단위의 픽셀 값이 참조될 수도 있다.Neighbor information can be referenced for decoding of the current data unit. For example, a motion vector of a neighboring prediction unit may be referred to for inter prediction of a current prediction unit. As another example, for intra prediction of the current prediction unit, the pixel value of the data unit neighboring the pixel value of the current prediction unit may be referred to.
영상 데이터 복호화부(1530)는, 현재 데이터 단위의 복호화를 위해 참조할 수 있는 이웃하는 데이터 단위의 위치, 이웃하는 데이터 단위의 이용 가능성 등을 검색할 수 있다. 이에 따라 일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(1530)는, 최대 부호화 단위 및 예측 단위의 래스터 스캔 순서, 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서 또는 래스터 스캔 순서를 고려하여, 이웃 정보의 이용 가능성을 검색하여 이웃 정보를 참조할 수 있다.The image
일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(1530)는 스캔 순서에 따른 데이터 단위의 위치를 검색할 수 있다. 예를 들어, 래스터 스캔 순서에 따른 최대 부호화 단위별 주소에 기초하여, 각각의 최대 부호화 단위의 위치가 검색될 수 있다. The image
또한, 지그재그 스캔 순서에 따른 최소 부호화 단위별 인덱스에 기초하여, 최대 부호화 단위 내에서의 최소 부호화 단위의 위치가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위 내에서 래스터 스캔 순서에 따른 최소 부호화 단위별 인덱스에 기초하여, 각각의 최소 부호화 단위의 위치를 검색될 수도 있다. 최대 부호화 단위 내에서 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스 및 래스터 스캔 순서에 따른 인덱스가 상호 변환될 수도 있다.In addition, the position of the minimum encoding unit in the maximum encoding unit can be retrieved based on the minimum encoding unit index according to the zigzag scan order. The position of each minimum encoding unit may be retrieved based on the index of the minimum encoding unit according to the raster scan order within the maximum encoding unit. The index according to the zigzag scanning order of the minimum coding unit within the maximum coding unit and the index according to the raster scanning order may be mutually converted.
최대 부호화 단위의 위치는, 현재 픽처의 좌측상단의 픽셀 위치에 대하여 상대적인 현재 최대 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위의 위치는, 해당 최대 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치에 대하여 상대적인 현재 최소 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다.The position of the maximum encoding unit may be represented by the pixel position of the upper left corner of the current maximum encoding unit relative to the pixel position of the upper left corner of the current picture. The position of the minimum encoding unit may be represented by the position of the upper left pixel of the current minimum encoding unit relative to the pixel position of the upper left corner of the maximum encoding unit.
일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(1530)는 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 최대 부호화 단위 및 이용가능성을 검색할 수 있다. 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 최대 부호화 단위는, 현재 최대 부호화 단위의 좌측 최대 부호화 단위, 상단 최대 부호화 단위, 우측상단 최대 부호화 단위 및 좌측상단 최대 부호화 단위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The image
또한, 일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(1530)는 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위 및 이웃하는 최소 부호화 단위의 이용가능성을 검색할 수 있다. 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위는, 현재 예측 단위의 좌측 최소 부호화 단위, 상단 최소 부호화 단위, 우측상단 최소 부호화 단위, 좌측상단 최소 부호화 단위 및 좌측하단 최소 부호화 단위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the image
또한, 일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(1530)는 현재 예측 단위에 이웃하는 경계의 위치 및 이웃하는 경계의 이용가능성을 검색할 수 있다. 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 경계는, 현재 예측 단위의 좌측 데이터 단위, 상단 데이터 단위, 우측상단 데이터 단위, 좌측상단 데이터 단위 및 좌측하단 데이터 단위 중 적어도 하나의 경계를 포함할 수 있다. In addition, the image
일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(1530)는 최소 부호화 단위의 부호화 정보에 기초하여, 최소 부호화 단위를 포함하는 심도별 부호화 단위 또는 예측 단위의 이용가능성을 검색할 수 있다. 따라서, 현재 데이터 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 현재 데이터 단위에 이웃하는 예측 단위, 심도별 데이터 단위, 최대 부호화 단위 등의 위치 또는 이용가능성이 검색될 수 있다.The image
래스터 스캔 순서에 따르면, 현재 최대 부호화 단위을 스캔하는 시점에, 좌측에 위치하는 최대 부호화 단위 또는 상단에 위치하는 최대 부호화 단위는 이미 복호화되어 있지만, 우측에 위치하는 최대 부호화 단위 또는 하단에 위치하는 최대 부호화 단위는 아직 복호화되지 않은 상태이다. According to the raster scan order, at the time of scanning the current maximum encoding unit, the maximum encoding unit located on the left side or the maximum encoding unit located on the upper side is already decoded, but the maximum encoding unit located on the right side or the maximum encoding unit located on the lower side Units are not yet decoded.
기존 매크로블록과 일 실시예에 따른 계층적 데이터 단위를 비교하기 위해, 최대 부호화 단위가 적어도 하나의 매크로블록을 포함하는 경우를 가정하여 설명한다. 제 1 매크로블록 및 제 2 매크로블록이 동일한 최대 부호화 단위에 포함되고, 제 1 매크로블록이 제 2 매크로블록의 좌측하단에 이웃하여 위치하는 경우를 예로 들어보자. In order to compare an existing macroblock with a hierarchical data unit according to an embodiment, it is assumed that a maximum encoding unit includes at least one macroblock. For example, assume that the first macroblock and the second macroblock are included in the same maximum coding unit, and the first macroblock is located adjacent to the lower left of the second macroblock.
래스터 스캔 순서에 따르면 제 1 매크로블록이 제 2 매크로블록보다 후순위이고, 지그재그 스캔 순서에 따르면 제 1 매크로블록이 제 2 매크로블록보다 선순위이다. 기존의 부호화 방식은 래스터 스캔 방식에 따라 후순위인 제 1 매크로블록은 제 2 매크로블록에 비해 늦게 부복호화되므로, 제 1 매크로블록의 정보를 제 2 매크로블록이 참조할 수 없다. 반면, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 제 2 매크로블록의 부복호화를 위해 제 1 매크로블록을 제 2 매크로블록의 이웃 정보로써 참조할 수 있다. According to the raster scan order, the first macro block is rearranged from the second macro block, and according to the zigzag scan order, the first macro block is higher than the second macro block. In the conventional encoding scheme, the first macro block, which is a rearranged macroblock, is decoded later than the second macro block according to the raster scan method, so that the information of the first macro block can not be referred to by the second macro block. Meanwhile, the
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 계층적 부호화 단위별로 래스터 스캔 방식 뿐만 아니라 지그재그 스캔 방식을 이용하므로, 보다 넓은 범위의 이웃 정보를 이용할 수 있다.Since the
도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 래스터 스캔 순서를 도시한다.16 illustrates a raster scan sequence of a maximum encoding unit according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따라, 최대 부호화 단위(1610)는, 래스터 스캔 순서에 따라 픽처(1600)의 좌측단으로부터 우측단으로, 또한 상단에서 하단으로 스캔된다. 따라서, 래스터 스캔 순서에 따르면, 현재 최대 부호화 단위을 스캔하는 시점에, 좌측에 위치하는 최대 부호화 단위 또는 상단에 위치하는 최대 부호화 단위는 이미 스캔되어 있지만, 우측에 위치하는 최대 부호화 단위 또는 하단에 위치하는 최대 부호화 단위는 아직 스캔되지 않은 상태이다.According to one embodiment, the maximum encoding unit 1610 is scanned from the left end to the right end of the
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 현재 최대 부호화 단위의 주소, 최대 부호화 단위의 크기, 픽처의 크기를 알면, 래스터 스캔 순서에 따르는 현재 최대 부호화 단위의 위치를 알 수 있다. 이때 현재 최대 부호화 단위의 위치는, 픽처의 좌측 상단으로부터 현재 최대 부호화 단위의 좌측 상단까지의 거리로서, 픽처의 좌측 상단의 픽셀 위치에 대해 상대적인 현재 최대 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다.The
도 9를 참조하여 심도별 부호화 단위의 부분적 데이터 단위의 스캔 순서를 살펴본다. 심도 0, 1, ..., d-1 에 따라, 심도별 부호화 단위의 부분적 데이터 단위들은 래스터 스캔 순서에 따른다. 예를 들어, 심도 0인 경우, 2N_0xN_0 크기의 분할 타입(914) 및 N_0x2N_0 크기의 분할 타입(916)에서는 인덱스 0, 1인 부분적 데이터 단위들이 인덱스 순서에 따라 스캔된다. 또한, N_0xN_0 크기의 분할 타입(918)에서는 인덱스 0, 1, 2, 3인 부분적 데이터 단위들이 인덱스 순서에 따라 스캔될 수 있다.Referring to FIG. 9, a scanning order of partial data units of depth-based coding units will be described. Depending on the
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)의 영상 데이터 복호화부(1530)는 심도별 부호화 단위마다 부분적 데이터 단위의 위치를 검색할 수 있다. 현재 심도별 부호화 단위에 있어서, 현재 부분적 데이터 단위의 인덱스, 부분적 데이터 단위의 크기 및 현재 심도별 부호화 단위의 크기를 알면, 래스터 스캔 순서에 따르는 현재 부분적 데이터 단위의 위치를 알 수 있다.The video
이때 현재 부분적 데이터 단위의 위치는, 현재 심도별 데이터 단위의 좌측 상단으로부터 현재 부분적 데이터 단위의 좌측 상단까지의 거리로서, 현재 심도별 데이터 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치에 대해 상대적인 현재 부분적 데이터 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다.Here, the position of the current partial data unit is the distance from the upper left corner of the current depth data unit to the upper left corner of the current partial data unit, and the left side of the current partial data unit relative to the upper left pixel position of the current depth data unit Can be represented by the pixel position at the top.
일 실시예에 따라, 최대 부호화 단위 내의 최소 부호화 단위는 지그재그 스캔 순서 또는 래스터 스캔 순서에 따라 스캔될 수 있다. 따라서, 최소 부호화 단위에 대해, 지그재그 스캔 순서에 기초하는 인덱스 및 래스터 스캔 순서에 기초하는 인덱스가 정의될 수 있다. 이하, 도 17은 래스터 스캔 순서에 따르는 최소 부호화 단위를, 도 18은 지그재그 스캔 순서에 따르는 최소 부호화 단위를 도시한다.According to one embodiment, the minimum encoding units in the largest encoding unit may be scanned according to a zigzag scan order or a raster scan order. Thus, for the minimum encoding unit, an index based on the zigzag scan order and an index based on the raster scan order can be defined. Hereinafter, FIG. 17 shows the minimum encoding unit according to the raster scan order, and FIG. 18 shows the minimum encoding unit according to the zigzag scan order.
도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 부호화 단위의 래스터 스캔 순서를 도시한다.17 illustrates a raster scan sequence of a minimum encoding unit according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따라, 최소 부호화 단위(1710)는, 래스터 스캔 순서에 따라 최대 부호화 단위(1700)의 좌측단으로부터 우측단으로, 또한 상단에서 하단으로 스캔된다. 즉, 상단의 최소 부호화 단위로부터 시작하여, 좌측단으로부터 우측단으로 인덱스 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7의 최소 부호화 단위의 순서로 스캔되고, 하단으로 내려가 인덱스 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15의 최소 부호화 단위의 순서로 스캔되고, 다시 하단으로 내려가 인덱스 16, 17, 18, 19 의 최소 부호화 단위 등의 순서로 스캔된다. According to one embodiment, the minimum encoding unit 1710 is scanned from the left end to the right end of the maximum encoding unit 1700 and from top to bottom according to the raster scan order. That is, starting from the uppermost coding unit, the lower bits are scanned in the order of the minimum coding units of
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)의 영상 데이터 복호화부(1530)는 최대 부호화 단위 내의 최소 부호화 단위의 위치를 검색할 수 있다. 래스터 스캔 순서에 따르는 현재 최소 부호화 단위의 인덱스, 최소 부호화 단위의 크기 및 최대 부호화 단위의 크기를 알면, 래스터 스캔 순서에 따르는 최소 부호화 단위의 위치를 알 수 있다.The video
이때 최소 부호화 단위의 위치는, 현재 최대 부호화 단위의 좌측 상단으로부터 현재 최소 부호화 단위의 좌측 상단까지의 거리로서, 현재 최대 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치에 대해 상대적인 현재 최소 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다.The position of the minimum encoding unit is a distance from the upper left of the current maximum encoding unit to the upper left end of the current minimum encoding unit and is a distance from the upper left pixel of the current minimum encoding unit relative to the pixel position of the upper left corner of the current maximum encoding unit Position.
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서를 도시한다.FIG. 18 shows a zigzag scanning order of coding units according to depths according to an embodiment of the present invention.
동일한 심도의 심도별 부호화 단위들 간에는 지그재그 스캔 순서로 스캔된다. 예를 들어, 최대 부호화 단위(1800)가 심도 0이고, 최소 부호화 단위(1810)는 심도 3이다. 네 개의 최소 부호화 단위들이 그룹지어서 지그재그 스캔 순서에 따라 스캔될 수 있다. 즉, 인덱스 0, 1, 2, 3인 최소 부호화 단위들이 지그재그 순서로 스캔되고, 인덱스 4, 5, 6, 7인 최소 부호화 단위들이 지그재그 순서로 스캔된다. The depth-dependent encoding units of the same depth are scanned in a zigzag scan order. For example, the maximum coding unit 1800 has a depth of 0, and the minimum coding unit 1810 has a depth of 3. The four minimum encoding units can be grouped and scanned in a zigzag scan order. That is, the minimum coding units of
또한, 인덱스 0, 1, 2, 3인 최소 부호화 단위들의 그룹은 심도 2의 부호화 단위이다. 따라서, 인덱스 0, 1, 2, 3인 최소 부호화 단위들을 포함하는 제 1 그룹, 인덱스 4, 5, 6, 7인 최소 부호화 단위들을 포함하는 제 2 그룹, 인덱스 8, 9, 10, 11인 최소 부호화 단위들을 포함하는 제 3 그룹, 인덱스 12, 13, 14, 15인 최소 부호화 단위들을 포함하는 제 4 그룹은, 각각 심도 2의 부호화 단위들로서 지그재그 순서로 스캔될 수 있다.In addition, the group of the minimum encoding
마찬가지로, 심도 2의 부호화 단위 네 개를 포함하는 심도 1의 부호화 단위에 대해서도, 네 개의 심도 1 의 부호화 단위들끼리 지그재그 순서로 스캔될 수 있다.Similarly, for a
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)의 영상 데이터 복호화부(1530)는 최대 부호화 단위 내의 최소 부호화 단위의 위치를 검색할 수 있다. 지그재그 스캔 순서에 따르는 현재 최소 부호화 단위의 인덱스, 최소 부호화 단위의 크기 및 최대 부호화 단위의 크기를 알면, 지그재그 스캔 순서에 따르는 최소 부호화 단위의 위치를 알 수 있다.The video
이때 최소 부호화 단위의 위치는, 현재 최대 부호화 단위의 좌측 상단으로부터 현재 최소 부호화 단위의 좌측 상단까지의 거리로서, 현재 최대 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치에 대해 상대적인 현재 최소 부호화 단위의 좌측 상단의 픽셀 위치로 표현될 수 있다.The position of the minimum encoding unit is a distance from the upper left of the current maximum encoding unit to the upper left end of the current minimum encoding unit and is a distance from the upper left pixel of the current minimum encoding unit relative to the pixel position of the upper left corner of the current maximum encoding unit Position.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)의 영상 데이터 복호화부(1530)는 최대 부호화 단위 내에서, 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스 및 래스터 스캔 순서에 따른 인덱스를 상호 변환할 수 있다. 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스 및 래스터 스캔 순서에 따른 인덱스의 변환을 위해, 최대 부호화 단위의 크기, 현재 심도 및 최대 심도가 고려될 수 있다.The image
도 19 은 본 발명의 일 실시예에 따라 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 최대 부호화 단위들을 도시한다.FIG. 19 illustrates the maximum encoding units neighboring the current maximum encoding unit according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 최대 부호화 단위에 기반하는 부호화를 위해 이웃하는 최대 부호화 단위를 참조할 수 있다. 또한, 일 실시에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 최대 부호화 단위에 기반하는 복호화를 위해 이웃하는 최대 부호화 단위를 참조할 수 있다.The
현재 최대 부호화 단위(1900)의 이웃하는 최대 부호화 단위로서, 좌측 최대 부호화 단위(1910), 상단 최대 부호화 단위(1920), 우측상단 최대 부호화 단위(1930), 좌측상단 최대 부호화 단위(1940)가 참조될 수 있다. 최대 부호화 단위는 래스터 스캔 방식을 따르므로, 현재 최대 부호화 단위(1900)의 우측에 위치하는 최대부호화 단위 및 하단에 위치하는 최대 부호화 단위들은 이웃 정보로써 참조될 수 없다.The left
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)의 영상 데이터 복호화부(1530)는 이웃하는 최대 부호화 단위의 주소 및 이용가능성을 검색할 수 있다. 이웃하는 최대 부호화 단위의 주소는, 현재 최대 부호화 단위의 주소에 대해 상대적인 위치로 표현될 수 있다.The video
일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화부(1530)는 최대 부호화 단위별 이용가능성을 검색할 수 있다. (i) 최대 부호화 단위가 현재 픽처에 포함되지 경우, (ii) 최대 부호화 단위가 현재 슬라이스에 포함되지 않는 경우 및 (iii) 최대 부호화 단위의 주소가 현재 최대 부호화 단위의 주소보다 후순위인 경우 중 하나인 경우를 제외하면, 최대 부호화 단위의 데이터는 이용가능한 것으로 검색될 수 있다.The image
도 20 은 래스터 스캔 방식에 따르는 기존 매크로블록을 도시한다.FIG. 20 shows an existing macroblock according to the raster scanning scheme.
H.264와 같은 기존 코덱은 최대 크기가 16x16인 매크로블록 단위를 이용한다. 현재 매크로블록(2010)의 복호화를 위해 동일한 픽처(2000)의 주변 매크로블록들이 참조될 수 있지만, 매크로블록들은 래스터 스캔 순서에 따라 복호화되므로 좌측 하단에 위치하는 매크로블록(2020)은 아직 복호화되어 있지 않아 현재 매크로블록(2010)에 의해 참조될 수 없다. 이하, 데이터 단위가 아직 복호화되지 않아 현재 부호화 단위에 의해 참조될 수 없는 경우, 해당 데이터 단위는 이용가능성이 없다고 정의된다.Existing codecs such as H.264 use macroblock units with a maximum size of 16x16. The neighboring macroblocks of the
도 21 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 지그재그 스캔 순서에 따르는 현재 예측 단위를 도시한다.Figure 21 shows a current prediction unit according to a zigzag scan sequence, in accordance with an embodiment of the present invention.
기존의 부호화 방식은 래스터 스캔 방식에 따라 매크로블록을 스캔하므로 후순위인 제 1 매크로블록의 정보를 제 2 매크로블록이 참조할 수 없다. 반면, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400)는 제 2 매크로블록의 부호화를 위해 제 1 매크로블록을 제 2 매크로블록의 이웃 정보로써 참조할 수 있다. Since the existing encoding method scans a macroblock according to a raster scan method, information of a first macroblock, which is a rearrangement, can not be referred to by the second macroblock. Meanwhile, the
픽처(2100)를 예로 들어보면, 크기 64x64의 최대 부호화 단위는 심도 1의 심도별 부호화 단위들(2110, 2120, 2130, 2140) 간에 지그재그 스캔 순서로 복호화되고, 심도 1의 심도별 부호화 단위(2140) 내의 심도 2의 심도별 부호화 단위들(2142, 2144, 2146, 2148)도 지그재그 순서에 따라 스캔된다. Taking picture 2100 as an example, a maximum encoding unit of size 64x64 is decoded in a zigzag scan order between depth-
지그재그 스캔 순서에 따라, 심도 1의 심도별 부호화 단위(2140)가 복호화된 이후 심도 1의 심도별 부호화 단위(2150)가 복호화된다. 심도 1의 심도별 부호화 단위(2150)의 복호화는 심도 2의 심도별 부호화 단위(2152, 2154, 2156)의 순서로 진행된다. 심도 2의 심도별 부호화 단위(2144)가 심도 2의 심도별 부호화 단위(2156)의 좌측 하단에 존재하는데 지그재그 스캔 순서상 이미 복호화되어 있으므로, 심도 2의 심도별 부호화 단위(2156)의 이웃 정보로써 참조될 수 있다. According to the zigzag scanning order, the depth-by-
래스터 스캔 방식에 따르는 매크로블록들 간에는 스캔 순서상 후 순위인 블록(2144)이 블록(2156)에 비해 후순위에 복호화된다. 따라서, 블록(2144)의 정보를 블록(2156)이 참조할 수는 없다. The macroblocks in the raster scan mode are decoded at a later position than the block 2156 in the scan order. Therefore, block 2156 can not refer to the information in
도 22 는 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위들을 도시한다.Figure 22 illustrates the minimum encoding units neighboring the current prediction unit, in accordance with an embodiment of the present invention.
심도 0의 최대 부호화 단위들(2210, 2220, 2230)이 존재하고, 최소 부호화 단위의 크기(2240)는 심도 3으로 설정된다. 현재 최대 부호화 단위(2210)의 현재 예측 단위(2250)의 이웃 정보는, 현재 예측 단위(2250) 내의 최소 부호화 단위에 이웃하는 외부 최소 부호화 단위를 가리킨다. There are
예를 들어, 현재 예측 단위(2250)의 좌측 이웃 정보, 상단 이웃 정보, 좌측상단 이웃 정보는, 각각 현재 예측 단위(2250) 내에 좌측 상단의 위치한 최소 부호화 단위(2256)의 좌측에 위치하는 최소 부호화 단위(2262), 상단에 위치하는 최소 부호화 단위(2260), 좌측상단에 위치하는 최소 부호화 단위(2266)를 가리킨다. For example, the left neighbor information, the upper neighbor information, and the upper left neighbor information of the current prediction unit 2250 are respectively allocated to the
현재 예측 단위(2250)의 우측상단 이웃 정보는, 현재 예측 단위(2250) 내에 우측 상단의 위치한 최소 부호화 단위(2254)의 우측 상단에 위치하는 최소 부호화 단위(2264)를 가리킨다. 또한, 현재 예측 단위(2250)의 좌측하단 이웃 정보는, 현재 예측 단위(2250) 내에 좌측 하단의 위치한 최소 부호화 단위(2256)의 좌측 하단에 위치하는 최소 부호화 단위(2268)를 가리킨다.The upper right neighbor information of the current prediction unit 2250 indicates the
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)의 영상 데이터 복호화부(1530)는 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위 또는 최대 부호화 단위의 위치 및 이용가능성을 검색할 수 있다. 이웃하는 최소 부호화 단위의 주소 또는 최대 부호화 단위의 위치는, 현재 예측 단위에 이웃하는 최소 부호화 단위의 인덱스 및, 이웃하는 최소 부호화 단위를 포함하는 최대 부호화 단위의 주소로 표현될 수 있다.The video
(i) 최대 부호화 단위가 현재 픽처에 포함되지 경우, (ii) 최대 부호화 단위가 현재 슬라이스에 포함되지 않는 경우, (iii) 최대 부호화 단위의 주소가 현재 최대 부호화 단위의 주소보다 후순위인 경우 및 (iv) 심도별 부호화 단위의 좌측 상단의 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스가 현재 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스보다 후순위인 경우 중 하나인 경우를 제외하면, 심도별 부호화 단위의 데이터는 이용가능한 것을 검색될 수 있다.(i) when the maximum encoding unit is included in the current picture, (ii) when the maximum encoding unit is not included in the current slice, (iii) when the address of the maximum encoding unit is later than the address of the current maximum encoding unit, and and iv) the case where the index according to the zigzag scanning order of the minimum coding unit at the upper left of the coding unit for each depth is one of the following order than the index according to the zigzag scanning order of the current minimum coding unit, Can be searched for available.
현재 예측 단위에 이웃하는 이웃 정보를 검색하기 위해, 현재 예측 단위 내의 좌측상단에 위치하는 최소 부호화 단위의 인덱스, 우측상단에 위치하는 최소 부호화 단위의 인덱스 또는 좌측하단에 위치하는 최소 부호화 단위의 인덱스가 고려될 수 있으며, 분할 타입 정보 및 현재 심도에 관한 정보가 필요하다. 또한, 모든 부분적 데이터 단위의 크기가 동일하지 않다면, 현재 예측 단위에 대한 부분적 데이터 단위의 인덱스가 필요하다.The index of the minimum coding unit located at the upper left of the current prediction unit, the index of the minimum coding unit located at the upper right corner of the current prediction unit, or the index of the minimum coding unit located at the lower left of the current prediction unit And information on the division type information and the current depth is needed. Also, if the size of all the partial data units is not the same, an index of the partial data unit for the current prediction unit is needed.
도 23 은 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 이용한 움직임 벡터의 예측 방법을 도시한다.23 illustrates a method of predicting a motion vector using neighbor information according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 인터 모드에 따른 움직임 예측을 수행하는 경우 현재 예측 단위에 이웃하는 예측 단위의 움직임 벡터를 참조할 수 있다.The
즉, 현재 예측 단위(2300)의 움직임 정보를 예측하기 위해, 이웃하는 예측 단위의 움직임 정보들 MV_A(2310), MV_B(2320), MV_C(2330), MV_D(2340), MV_E(2350)가 참조될 수 있다. 움직임 정보 MV_A(2310), MV_B(2320), MV_C(2330), MV_D(2340), MV_E(2350)는 각각, 현재 예측 단위(2300)의 좌측, 상단, 우측상단, 좌측상단, 좌측하단의 이웃 정보이다. 움직임 정보 MV_A(2310), MV_B(2320), MV_C(2330), MV_D(2340), MV_E(2350)는 각각, 해당 예측 단위의 최소 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여 검색될 수 있다.That is, in order to predict the motion information of the
도 24 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 이용한 보간 방법을 도시한다.24 illustrates an interpolation method using neighbor information according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는 인트라 모드에 따른 예측 부호화를 수행하는 경우 현재 예측 단위에 이웃하는 예측 단위의 경계 상의 픽셀값을 참조할 수 있다.The
즉, 현재 예측 단위(2400)의 픽셀값을 예측하기 위해, 이웃하는 데이터 단위의 경계 상의 픽셀값들, 즉 컨텍스트 픽셀(2410, 2420)이 참조되어 이용될 수 있다. 이 중 컨텍스트 픽셀(2430)은 현재 예측 단위(2400)의 좌측 하단에 위치하는 이웃 정보이다. That is, in order to predict the pixel value of the current prediction unit 2400, pixel values on the boundary of neighboring data units, i.e., the
래스터 스캔 순서에 따른 매크로블록 단위에 기반한 기존 코덱은, 현재 매크로블록의 좌측 하단에 위치하는 이웃 정보 즉, 움직임 정보 MV_E(2350) 또는 컨텍스트 픽셀(2430)을 이웃 정보로써 이용할 수 없다. The existing codec based on the macroblock unit according to the raster scanning order can not use the neighbor information located at the lower left of the current macroblock, i.e., the motion information MV_E (2350) or the context pixel (2430) as neighbor information.
그러나 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 계층적 심도에 따른 심도별 부호화 단위를 지그재그 스캔 순서에 따라 부호화 또는 복호화하므로 현재 데이터 단위의 좌측 하단에 위치한 이웃 정보가 참조될 수도 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1500)는, 현재 예측 단위의 좌측하단의 이웃 정보의 이용가능성을 확인한 후 이용가능하다면, 좌측하단의 이웃정보를 현재 예측 단위의 부호화 또는 복호화에 참조할 수 있다.However, since the
도 25 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 부호화 방법을 도시한다.25 illustrates a video encoding method that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
단계 2510에서 현재 픽처는 최대 크기의 부호화 단위인 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할된다.In
단계 2520에서 심도가 증가함에 따라 계층적으로 축소되는 심도별 부호화 단위에 기반하여 최대 부호화 단위마다 영상 데이터가 부호화되어 적어도 하나의 부호화 심도가 결정된다. 영상 데이터는, 최대 부호화 단위들 간의 래스터 스캔 순서 및 각각의 최대 부호화 단위에 포함되는 심도별 부호화 단위들 간의 지그재그 스캔 순서를 고려하여 부호화된다. 또한, 데이터 단위들간의 스캔 순서를 고려하여 이용가능성이 있는 이웃 정보를 참조하여 부호화할 수 있다.In
단계 2530에서는 각각의 최대 부호화 단위마다 하나의 부호화 심도로 부호화된 영상 데이터 및 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 부호화되어 출력된다. In
도 26 는 본 발명의 일 실시예에 따라 이웃 정보를 참조하는 비디오 부호화 방법을 도시한다. 26 illustrates a video encoding method that refers to neighbor information according to an embodiment of the present invention.
단계 2610에서 부호화된 비디오에 대한 비트스트림가 수신되어 파싱된다. 단계 2620에서 파싱된 비트스트림으로부터 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 할당되는 현재 픽처의 부호화된 영상 데이터가 획득되고, 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 추출된다. In
단계 2530에서, 최대 부호화 단위별로 부호화된 영상 데이터는 최대 부호화 단위의 래스터 스캔 순서 및 심도별 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서를 고려하여 복호화된다. 래스터 스캔 순서에 따른 최대 부호화 단위의 위치 및 지그재그 스캔 순서에 따른 심도별 부호화 단위의 위치가 검색될 수 있으며, 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서에 따른 인덱스 및 래스터 스캔 순서에 따른 인덱스는 상호 변환될 수 있다.In
최대 부호화 단위 또는 예측 단위의 래스터 스캔 순서, 최소 부호화 단위의 지그재그 스캔 순서 또는 래스터 스캔 순서 등 다양한 계층적 데이터 단위의 스캔 순서를 고려하여, 이웃 정보의 이용 가능성이 검색되고 소정 부호화 단위의 복호화를 위해 이웃 정보가 참조될 수 있다. 일 실시예에 따른 이웃 정보는, 현재 데이터 단위의 좌측 하단에 위치하는 데이터 단위에 관한 정보를 포함할 수 있다.The availability of the neighbor information is retrieved in consideration of the scan order of various hierarchical data units such as the raster scan order of the maximum encoding unit or the prediction unit, the zigzag scan order of the minimum encoding unit, or the raster scan order, Neighbor information can be referenced. The neighbor information according to an exemplary embodiment may include information on a data unit positioned at the lower left of the current data unit.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)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 may be a magnetic storage medium such as a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc., an optical reading medium such as a CD-ROM or a DVD and a carrier wave such as the Internet Lt; / RTI > transmission).
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.
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