KR20150095232A - 영상의 필터링 방법 및 장치와 그를 이용한 부호화/복호화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상의 필터링 방법 및 장치와 그를 이용한 부호화/복호화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 실시예는, 영상에 포함된 두 변환 블록들 간의 경계를 식별하는 경계식별부; 상기 두 변환 블록들 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 될 화소를 선택하는 화소 및 강도 선택부; 및 상기 경계에 접하는 영역에 속하는 적어도 하나의 화소를 필터링하는 필터링 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 필터링 장치 및 방법, 그를 이용한 부호화/복호화를 위한 방법 및 그 장치를 제공한다.

Description

영상의 필터링 방법 및 장치와 그를 이용한 부호화/복호화를 위한 방법 및 장치{Method and Apparatus for Filtering Image and Encoding/Decoding of Video Data Using Thereof}
본 발명은 영상의 필터링 방법 및 장치와 그를 이용한 부호화/복호화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 영상을 부호화하고 복호화하는데 있어서, M×N 형태(M과 N은 자연수)의 매크로블록을 사용하는 경우, 그에 적합한 서브 블록타입을 찾고 블록타입에 적합한 블록 변환 및 양자화를 걸쳐 압축, 복원을 수행하는 장치에 적용 가능한 것으로서, 비트스트림 혹은 다양한 정보를 통해 결정된 변환의 크기를 인지하고 변환의 경계에 필터링을 적용하며, 또한 필터링을 적용함에 있어서는 변환 크기에 따라 필터링이 적용되는 화소 수와 방법을 다르게 함으로써 부호화/복호화 효율을 향상시키는 영상의 필터링 방법 및 장치와 그를 이용한 부호화/복호화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
MPEG(Moving Picture Experts Group)과 VCEG(Video Coding Experts Group)은 기존의 MPEG-4 Part 2와 H.263 표준안보다 더욱 우수하고 뛰어난 비디오 압축 기술을 개발하였다. 이 새로운 표준안은 H.264/AVC(Advanced video Coding)이라 호칭하고 MPEG-4 Part 10 AVC와 ITU-T Recommendation H.264로 공동 발표되었다.
H.264/AVC 표준안에서는 다양한 형태의 서브 블록을 갖는 매크로블록 단위로 인트라/인터 예측과정을 수행하여 잔여신호를 생성하며, 생성된 잔여신호에 대해 변환 및 양자화 과정을 거쳐 더욱 비트수를 줄여 부호화를 수행하게 된다. 종래의 매크로블록을 통한 부호화를 부호화기 측면에서 살펴 보면, 입력 영상을 16×16 매크로블록 단위로 나누고, 각 매크로블록은 인터/인트라 모드에 따라 가질 수 있는 서브 매크로블록의 크기로 예측을 수행하여 잔여 블록을 생성하며, 생성된 잔여 블록은 4×4 혹은 8×8 단위의 이산 코사인 트랜스폼 (DCT: Discrete Cosine Transform)을 기반으로 설계된 정수 트랜스폼(Integer Transform)을 적용하여 주파수 계수를 생성하고, 주파수 계수를 다시 주어진 양자화 계수(QP: Quantization Parameter)에 따라 주파수 계수를 양자화한다. 그리고 트랜스폼 및 양자화 과정으로 인하여 발생하는 블록화 현상을 루프 필터링을 통해 줄여준다.
H.264/AVC의 루프 필터링(디블록킹 필터링)은 매크로블록 단위인 16×16 및, 8×8, 4×4 블록 단위로 수행을 하도록 구현되었다. 루프 필터링의 주된 목적은 블록화 현상을 없애는 것이고, 이러한 블록화 현상은 매크로블록의 단위가 아닌 변환 단위에 따라서 발생한다. 이는 H.264/AVC는 16×16 매크로블록 및 4×4, 8×8 블록의 경계에 따라서 루프 필터링을 수행하기 때문에 M×N(M, N은 같은 크기일 수 있다.)의 블록 크기와 P×Q(P, Q는 같은 크기일 수 있다.)의 변환에는 적합하지 않으며, 또한, 필터링을 수행하는 경계에 대해서 P×Q 변환에 적합하지 않은 필터링 계수와 깊이(필터링이 적용되는 화소의 수)를 적용하게 되는 문제점이 있다. 이는 블록의 크기 및 변환의 크기가 커짐에 따라서 필터링이 적용되는 강도와 화소의 수를 다르게 적용하지 못한다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점들은 향후 개발될 고화질 영상의 부호화 및 복호화하는 기술에 있어 다양한 블록 크기와 변환이 사용됨에 있어 블록화 현상을 없애는 루프 필터링 적용함에 있어서 원활히 블록화 현상을 제거하지 못하는 문제점이 있고, 이는 주관적/객관적 성능 저하를 가져온다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 먼저 영상에 적합한 매크로블록 단위로 부호화를 수행함에 있어서, 그에 상응하는 다양한 형태의 정사각형 또는 직사각형 변환을 사용하며, 각 블록에 적용된 다양한 변환의 형태에 대한 정보를 비트스트림 혹은 다양한 형태의 정보를 이용해 변환 형태를 인지하여 각 변환 경계에 대한 루프 필터링을 수행하고, 이때, 필터링은 블록 및 변환 크기에 따라서 효과적인 필터링 화소 수와 방법을 구분하여 다양한 형태의 필터링을 적용함으로써 부호화/복호화의 성능을 향상시킨다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은, 영상 복호화 장치에 있어서, 부호화 데이터로부터 잔여 블록을 구성하는 하나 이상의 변환 블록을 식별하기 위한 변환 정보 및 상기 변환 정보에 의해 식별되는 각 변환 블록에 대한 변환 계수를 복호화하는 복호화기; 상기 각 변환 블록에 대한 변환 계수를 역변환하여 잔여 블록을 복원하는 역변환기; 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측기; 상기 복원된 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 가산기; 및 상기 복원된 현재 블록에서 상기 변환 블록의 경계에 디블록킹 필터링을 수행하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
여기서, 상기 필터부는, 상기 변환 블록의 수직 및 수평 경계에 대하여 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
또한, 상기 필터부는 상기 변환 블록의 경계 중 필터링을 수행할 경계에 대해 미리 지정된 조건에 따라 필터링 강도를 결정할 수 있다.
또한, 상기 필터부는, 상기 변환 블록의 크기에 따라 상기 디블록킹 필터링이 적용되는 경계 화소의 범위를 가변적으로 결정할 수 있다.
상기 복호화기는, 상기 현재 블록의 크기에 관한 정보를 복호화하여 상기 현재 블록의 크기를 결정할 수 있다. 상기 변환 정보는 블록 분할 여부를 지시하는 정보일 수 있으며, 상기 각 변환 블록의 크기는, 상기 현재 블록의 크기 및 상기 변환 정보에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 영상 복호화 방법에 있어서, 부호화 데이터로부터 잔여 블록을 구성하는 하나 이상의 변환 블록을 식별하기 위한 변환 정보 및 상기 변환 정보에 의해 식별되는 각 변환 블록에 대한 변환 계수를 복호화하는 단계; 상기 각 변환 블록에 대한 변환 계수를 역변환하여 잔여 블록을 복원하는 단계; 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 복원된 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 현재 블록에서 상기 변환 블록의 경계에 디블록킹 필터링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
상기 디블록킹 필터링을 수행하는 단계는 상기 변환 블록의 수직 및 수평 경계에 대하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 디블록킹 필터링을 수행하는 단계는, 상기 변환 블록의 경계 중 필터링을 수행할 경계에 대해 미리 지정된 조건에 따라 필터링 강도를 결정할 수 있다.
또한, 상기 디블록킹 필터링을 수행하는 단계는, 상기 변환 블록의 크기에 따라 상기 디블록킹 필터링이 적용되는 경계 화소의 범위를 가변적으로 결정할 수 있다.
상기 복호화하는 단계는, 상기 변환 정보에 근거하여, 상기 잔여 블록이 복수개의 블록으로 분할되는지 확인하고 분할되는 블록에 대해서는 다시 분할 여부를 확인함으로써 최종적으로 분할되는 블록을 상기 하나 이상의 변환 블록으로 식별할 수 있다.
한편, 상기 영상 복호화 방법은, 상기 현재 블록의 크기에 관한 정보를 복호화하여 상기 현재 블록의 크기를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 변환 정보는 블록 분할 여부를 지시하는 정보이고, 상기 각 변환 블록의 크기는, 상기 현재 블록의 크기 및 상기 변환 정보에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 의하면, 영상 부호화/복호화 장치에서 사용 가능한 M×N 크기의 매크로블록 및 P×Q 크기의 변환 및 양자화를 수행하는 장치에 있어 변환간의 경계 및 매크로블록 경계에 블록화 현상이 나타나는 모든 경계에 필터링을 수행함으로써 기존의 방법보다 주관적/객관적 화질 및 부호화/복호화 장치의 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 통상적인 영상 부호화에서 이용되는 매크로블록 타입에 따른 인트라 예측 모드를 나타낸 예시도이다.
도 5는 통상적인 영상 부호화에서 이용되는 매크로블록 타입에 따른 인터 예측 모드를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 때른 M×N 형태의 매크로블록의 형태 및 변환 형태 결정 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 필터링 경계 및 강도를 구분하는 단계를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 적용한 큰 블록 변환에 대한 필터링 방법을 설명하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 도시한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 필터링 장치를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 필터링 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 영상을 부호화하는 장치로서, 예측기(Predictor, 110), 감산기(Subtracter, 120), 변환 및 양자화기(Transformer and Quantizer, 130), 스캐너(Scanner, 140), 부호화기(Encoder, 150), 역양자화 및 역변환기(Inverse Quantizer and Transformer, 160), 가산기(Adder, 170) 및 필터(Filter, 180)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 영상 부호화 장치(100)는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), TV, 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP : PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal), 디지털 TV 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 부호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.
부호화하고자 하는 입력 영상은 블록 단위로 입력될 수 있는데, 블록은 매크로블록(Macroblock)이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 매크로블록의 형태는 M×N일 수 있으며, 여기서, M과 N은 2n(단, n은 1 이상의 정수임)의 값을 가지는 자연수일 수 있는데, 특히 M과 N은 각각 16보다 클 수 있으며 M과 N은 서로 다른 정수 혹은 동일한 정수일 수 있다. 또한, 부호화할 프레임마다 다른 형태의 블록을 이용할 수 있으며, 이에 대한 정보인 블록 타입에 대한 정보를 각 프레임마다 부호화하여, 영상 복호화 장치에서 부호화된 데이터를 복호화할 때 복호화할 프레임의 블록의 형태를 결정하도록 할 수 있다. 어떠한 형태의 블록을 이용할지에 대한 결정은 현재 프레임을 다양한 형태의 블록으로 부호화하여 최적의 효율을 내는 블록의 형태를 선택하거나, 프레임의 특성을 분석하여 분석된 특성에 따라 블록의 형태를 선택할 수 있다. 예를 들면, 프레임의 영상이 가로 방향의 상관성이 높으면 가로 방향으로 긴 형태의 블록이 선택될 수 있고, 세로 방향의 상관성이 높으면 세로 방향으로 긴 형태의 블록이 선택될 수 있다.
이를 위해, 영상 부호화 장치(100)는 블록 타입을 결정하고 블록 타입에 대한 정보를 부호화하여 부호화 데이터에 포함시키는 블록 타입 결정기(미도시)를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
예측기(110)는 입력 영상에서 현재 부호화하고자 하는 블록(이하에서는 '현재 블록(Current Block)'이라 칭함)을 예측하여 예측 블록(Predicted Block)을 생성한다. 즉, 예측기(110)는 인트라 예측(Intra Prediction) 또는 인터 예측(Inter Prediction) 등을 이용하여 입력 영상에서 현재 블록을 예측함으로써 예측 화소값(Predicted Pixel Value)을 각 화소의 화소값으로 가지는 예측 블록을 생성한다.
이때, 예측 화소값을 최적화하기 위해, 필요에 따라 블록은 더 작은 형태의 블록으로 나뉘어져 예측될 수 있다. 즉, 블록으로부터 분할된 서브블록(Subblock) 단위로 예측 블록이 생성될 수 있다. 여기서, 블록은 전술한 바와 같이 정사각형 혹은 직사각형 형태를 가지는 MxN 형태의 블록일 수 있으며, 서브블록은 블록(또는 매크로블록)의 크기를 넘어서지 않는 범위 내에서 가로와 세로 각각 2n 크기를 가지는 PxQ 형태의 블록일 수 있다(단, P와 Q는 같은 값이거나 서로 다른 값일 수 있다).
감산기(120)는 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 잔여 블록(Residual Block)을 생성한다. 즉, 감산기(120)는 현재 블록의 각 화소의 원 화소값 (Original Pixel Value)과 예측 블록의 각 화소의 예측 화소값의 차이값을 계산하여 잔여 신호(Residual Signal)를 가지는 잔여 블록을 생성한다.
변환 및 양자화기(130)는 현재 블록의 블록 타입에 따라 변환 및 양자화 타입을 결정하고, 결정된 변환 및 양자화 타입에 따라 잔여 블록을 변환 및 양자화한다.
이 때 현재 블록, 예측 블록 및 잔여 블록의 크기와 변환 및 양자화의 대상이 되는 변환 블록의 크기는 다를 수 있다. 다시 말해, 변환 및 양자화의 대상이 되는 변환 블록의 크기는 잔여 블록의 크기를 초과하지 않는 범위 내에서 선택될 수 있다. 여기서 변환 블록이라 함은 변환의 단위가 되는 블록을 의미하고 변환계수 또는 화소값들로 이루어진다. 예컨대 PxQ 크기의 변환을 이용하여 부호화된 PxQ 변환계수블록 또는 PxQ 크기의 역변환을 이용하여 복호된 PxQ 화소블록을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 4x4, 8x4, 4x8, 8x8, 16x8, 8x16, 16x16 등 이용가능한 복수의 변환들을 사용하여 잔여 블록을 변환한 후 그 중 가장 부호화 효율이 높은 변환을 최종적으로 선택할 수 있다.
예컨대, 인트라 예측 또는 인터 예측이 16x16 블록 단위로 수행되는 경우, 현재 블록, 예측 블록 및 잔차 블록은 모두 16x16 크기를 가진다. 16x16 잔차 블록을 입력받은 변환 및 양자화기(130)는 16x16 잔차 블록을 두 개의 16x8 서브블록으로 나눈 후 16x8 변환을 수행하여 두 개의 16x8 변환계수 블록을 출력할 수 있다.
변환 및 양자화기(130)는 잔여 블록의 잔여 신호를 주파수 영역(Frequency Domain)으로 변환하여 변환 계수(Transform Coefficient)를 가지는 잔여 블록을 생성하고 양자화하여 양자화된 변환 계수를 가지는 변환 및 양자화된 잔여 블록(Transformed and Quantized Residual Block)을 생성한다.
변환 및 양자화기(130)가 잔여 블록을 변환 및 양자화할 때, 양자화 과정에 변환 과정이 포함되어 있기 때문에 양자화가 완료되어야만 변환도 완료된다. 여기서, 변환 방식으로는 하다마드 변환(Hadamard Transform), 이산 코사인 트랜스폼 기반의 정수 변환(Discrete Cosine Transform Based Integer Transform, 이하 '정수 변환'이라고 약칭함) 등과 같은 공간 영역의 영상 신호를 주파수 영역으로 변환하는 기법이 이용될 수 있으며, 양자화 방식으로는 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization, 이하 'DZUTQ'라 칭함) 또는 양자화 가중치 매트릭스(Quantization Weighted Matrix) 등과 같은 다양한 양자화 기법이 이용될 수 있다.
스캐너(140)는 변환 및 양자화기(130)에 의해 변환 및 양자화된 잔여 블록의 양자화 변환 계수들을 스캐닝(Scanning)하여 양자화 변환 계수열을 생성한다. 이때, 스캐닝 방식은 변환 기법, 양자화 기법, 블록(매크로블록 또는 서브블록)의 특성을 고려하며, 스캐닝 순서는 스캐닝한 양자화 변환 계수열이 최소의 길이가 되도록 결정될 수 있다. 도 1에서는 스캐너(140)가 부호화기(150)와 독립적으로 구현되는 것으로 도시하고 설명하지만, 스캐너(140)는 생략되어 그 기능이 부호화기(150)에 통합될 수 있다.
부호화기(150)는 변환 및 양자화된 잔여 블록을 부호화하여 부호화 데이터를 생성한다. 즉, 부호화기(150)는 변환 및 양자화기(130)에 의해 변환 및 양자화된 잔여 블록의 양자화 변환 계수들을 스캔하여 생성되는 양자화 변환 계수열을 부호화하여 부호화 데이터를 생성하거나 스캐너(140)에 의해 스캔되어 생성되는 양자화 변환 계수열을 부호화하여 부호화 데이터를 생성한다.
이러한 부호화 기술로서는 엔트로피 부호화(Entropy Encoding) 기술이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않고 다른 다양한 부호화 기술이 사용될 수도 있을 것이다. 또한, 부호화기(150)는 양자화 변환 계수열을 부호화한 비트열뿐만 아니라 부호화된 비트열을 복호화하는 데 필요한 다양한 정보들을 부호화 데이터에 포함시킬 수 있다. 여기서, 부호화된 비트열을 복호화하는 데 필요한 다양한 정보들이란 블록 타입에 대한 정보, 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우에는 인트라 예측 모드에 대한 정보, 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우에는 움직임 벡터에 대한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보 등이 될 수 있지만, 이외의 다양한 정보들이 될 수도 있다.
역양자화 및 역변환기(160)는 변환 및 양자화기(130)에 의해 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화(Inverse Quantization)하고 역 변환(Inverse Transform)하여 잔여 블록을 복원(Reconstruction)한다. 역 양자화와 역 변환은 변환 및 양자화기(130)가 수행한 변환 과정과 양자화 과정을 역으로 수행함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 역양자화 및 역변환기(160)는 변환 및 양자화기(140)로부터 발생되어 전달되는 변환 및 양자화에 관한 정보(예를 들어, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보)를 이용하여 변환 및 양자화기(130)가 변환 및 양자화한 방식을 역으로 수행하여 역 양자화 및 역 변환을 수행할 수 있다.
가산기(170)는 예측기(110)에 의해 예측된 예측 블록과 역양자화 및 역변환기(170)에 의해 역 양자화 및 역 변환된 잔여 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다.
필터(180)는 가산기(170)에 의해 복원되는 현재 블록을 필터링(Filtering)한다. 이때, 필터(180)는 영상의 블록 단위의 변환 및 양자화에 의해 블록 경계 또는 변환 경계에서 발생하는 블록화 현상(Blocking Effects)을 감소시킨다. 한편, 필터(180)는 복원된 현재 블록과 함께 전송되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 이용하여 필터링할 수 있다. 이 변환 및 양자화 타입에 대한 정보는 역양자화 및 역변환기(160)에 의하여 가산기(170)으로 전달되고 다시 필터(180)로 전달될 수 있다.
위의 블록화 현상을 없애기 위한 방법으로 디블록킹 필터(Deblocking Filter)를 사용하는데, 이는 루프 필터(Loop Filter)와 동일한 개념을 가질 수 있다. 디블록킹 필터는 블록(M×N 매크로블록일 수 있다.)과 블록 경계, 변환 및 양자화기(130)에서 결정된 매크로블록 내의 P×Q 변환 크기에 따라 변환과 변환의 경계, 블록과 변환의 경계에도 필터링을 수행할 수 있다. P×Q의 형태는 정사각형 혹은 직사각형의 변환 형태를 모두 말하고, 블록화 현상은 변환 단위에 따라 변환 및 양자화를 수행함으로써 발생하며, 이러한 블록화 현상을 없애기 위해 매크로블록의 경계와 변환 경계에 모두 디블록킹 필터를 적용할 수 있다. 결과적으로 매크로블록의 형태와 변환 형태에 따른 모든 경계에 대해서 필터링을 적용하여 모든 블록의 블록화 현상을 없애기 위한 필터링 과정이 적용될 수 있다. 이러한 블록화 현상을 없애는 필터링 방법은, P×Q 변환 경계를 모두 고려하여 변환 블록의 크기에 맞추어 필터링을 수행하는 방법을 적용하는 면에서 본 발명의 일 실시예가 종래의 H.264/AVC에서와 차별화된다.
종래의 H.264에서 영상 부호화를 위해 사용되는 매크로블록 형태는 가로, 세로가 동일한 16×16 화소이며, 각 매크로블록은 인트라/인터예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다. 매크로블록 단위로 영상을 부호화하는 것은 영상의 지역적인 특성을 고려한 효율적인 부호화가 가능하기 때문에 현재 널리 사용되고 있는 부호화 방법이다. 또한, 예측 블록 생성을 위해 다양한 방법의 인트라/인터 예측을 사용하기 때문에 높은 부호화 효율을 가진다.
도 2 내지 도 4는 통상적인 영상 부호화에서 이용되는 매크로블록 타입에 따른 인트라 예측 모드를 나타낸 예시도이다.
도 2는 매크로블록 타입이 인트라 4x4 매크로블록인 경우의 9 가지의 인트라 예측 모드를 나타낸 예시도이고, 도 3은 매크로블록 타입이 인트라 8x8 매크로블록인 경우의 9 가지의 인트라 예측 모드를 나타낸 예시도이며, 도 4는 매크로블록 타입이 인트라 16x16 매크로블록인 경우의 4 가지의 인트라 예측 모드를 나타낸 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 인트라 예측의 경우, 매크로블록은 4×4 또는 8×8 또는 16×16 블록 단위로 부호화된 인접 블록을 사용하여 예측 블록을 생성하게 되고, 인터 예측의 경우, 이전에 부호화된 프레임을 사용하여 도 3에 도시한 바와 같이, 16×16 또는 16×8 또는 8×16 또는 8×8 단위로 예측 블록을 생성하게 되며, 8×8 블록 단위로 예측 블록을 생성할 경우, 각 8×8 블록들은 8×8 또는 8×4 또는 4×8 또는 4×4 블록단위로 예측 블록을 생성하게 된다.
매크로블록 타입이 인트라 블록 타입인 경우, 부호화할 매크로블록은 인트라 예측을 이용하여 예측된다. 인트라 블록 타입도 세부적으로 인트라 4x4 매크로블록, 인트라 8x8 매크로블록, 인트라 16x16 매크로블록 등으로 구분되는데, 각각의 경우에 매크로블록은 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같은 예측 모드에 따라 이미 부호화되고 복호화되어 복원된 인접 블록의 인접 화소들을 이용하여 예측된다.
도 5는 통상적인 영상 부호화에서 이용되는 매크로블록 타입에 따른 인터 예측 모드를 나타낸 예시도이다.
매크로블록 타입이 인터 예측 타입인 경우, 부호화할 매크로블록은 인터 예측을 이용하여 예측된다. 이 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 매크로블록은 이전에 이미 부호화되고 복호화되어 복원된 프레임을 이용하여 16x16, 16x8, 8x16 또는 8x8 블록 크기로 예측되어 예측 블록이 생성되는데, 매크로블록이 8x8 블록 크기로 예측되는 경우에는 각 8x8 블록들은 8x8, 8x4, 4x8 또는 4x4 블록 크기로 예측되어 예측 블록이 생성된다.
또한, H.264는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform)을 기반으로 하는 4×4, 8×8 단위의 정수 변환을 사용한다. 정수 변환은 이산 코사인 변환의 특성을 최대한 유지하면서 이산 코사인 변환이 갖는 단점인 실수 단위 연산을 수행하지 않고, 정수 단위 연산만을 수행하므로 부호화 효율과 복잡도 측면에서 장점이 있다. 블록 단위의 변환으로 인하여 발생하는 블록화 현상을 디블록킹 필터를 사용하여 제거한다.
하지만, H.264에서 사용되는 4×4, 8×8 단위의 변환만을 사용하여 고해상도 영상을 부호화하는 것보다, 더욱 다양한 P×Q 형태의 변환을 추가적으로 사용하는 것이 영상 부호화에 더욱 효율적일 수 있다. 여기서, P×Q 형태의 변환을 사용할 경우 기존에 H.264/AVC와 같은 블록 단위의 디블록킹 필터의 적용뿐만 아니라, 다양한 형태의 변환의 경계에 맞추어 필터링이 필요한 부분에 대한 디블록킹 필터가 요구된다. 또한, 필터링을 하는 경우 다양한 매크로블록 또는 변환의 형태에 따라서 적용되는 필터링 방법에 대해서 기존의 방법보다 큰 매크로블록이나 큰 변환의 경계에 대해서는 더 깊고 강한 필터링을 수행해야 더욱 향상된 성능 및 화질을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 필터(180)가 M×N의 매크로블록의 전부 또는 일부 크기에 적용된 P×Q 변환에 대해서 H.264/AVC에서 수행하지 않는 크기의 변환 경계에 맞추어진 필터링 수행 방법에 대해서 기술한다. 우선 변환 및 양자화기(130)에서 결정된 변환의 형태에 대한 비트스트림 혹은 블록 타입 등의 여러 가지 정보를 통해 변환의 크기를 식별하고, 변환과 변환을 수행한 경계에 실제 블록화 현상이 일어나는 부분과 일어나지 않은 부분을 구분한다. 이는 블록화 현상이 없는 부분에 불필요한 필터링이 적용되는 것을 막을 수 있고, 변환에 의해 블록화 현상이 일어나는 부분과 일어나지 않은 부분에 대한 정보를 정확히 알게 됨으로써 실제로 블록화 현상이 발생한 변환 경계 위치에 필터링을 적용하기 위한 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 변환과 변환의 경계, 블록과 변환의 경계, 블록과 블록의 경계를 구분하여 필터링을 하도록 할 수 있다. 이하의 설명에서 변환과 변환 사이의 경계에서 발생하는 블록화를 제거하는 것만을 설명하더라도, 이는 설명의 편의상 변환과 변환 사이의 필터링만 설명한 것이며, 블록과 블록의 경계 사이의 필터링, 변환과 블록의 경계에 대한 필터링 방법 등도 변환과 변환 사이의 필터링과 기본적 방법은 유사할 수 있다.
필터(180)가 필터링을 수행하는 과정을 상세히 설명하면, 필터(180)는 변환 경계, 필터링되는 상기 경계 주변의 화소들 및 필터링 강도를 결정한다. 이 때 상기 경계 주변의 화소들이 영상이 실제 가지고 있는 에지(edge)에 해당하는지 또는 블록의 변환 및 양자화에 의해 생긴 블록화 영역에 해당하는지를 결정하여 필터링이 수행된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 필터링 강도는 경계 강도(BS: Boundary Strength)와 동일한 의미로 사용된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 M×N 형태의 매크로블록의 형태 및 변환 형태 결정 방법을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터링되는 경계 및 강도를 구분하는 단계를 도시한 도면이다.
도 6에서와 같이, 16×16 매크로블록은 두 개의 16×8 서브 블록으로 나눌 수 있다. 여기서 매크로블록의 크기는 16×16 크기로 한정되어 있는 것이 아니고 M×N 크기로 확장될 수 있다. 또한, 블록의 형태에 따라서 P×Q 크기의 변환을 수행할 수 있다. 도 6에서는 16×8의 블록에 대한 변환 및 양자화 타입(이는 변환의 크기일 수 있다)에 대해서 두 가지로 예시한다. 즉, 16×8 크기의 블록에 대한 변환은 하나의 16×8 크기의 변환 또는 두 개의 8×8 크기의 변환으로 구성될 수 있다. 여기서 두 가지 크기의 변환에 대해서 가장 적은 정보량을 가지는 변환을 사용하면 가장 좋은 부호화 효율을 가질 수 있다.
변환 형태의 선택에 대하여 상세히 기술하면, 16×8 크기를 예로 들면 블록이 16×8 크기로 결정되면 16×8 변환을 사용할 수도 있고, 이를 둘로 나누어 8×8 변환 2개로 나누어 최적의 성능을 가진 변환을 사용할 수도 있다. 변환의 크기를 나눌 때는 CBP(Coded Block Pattern)의 값을 이용하거나 혹은 비트스트림에 다른 정보를 넣는 방법을 사용하거나, 블록의 타입에 의해 결정되는 방법도 사용될 수 있다. 변환할 블록에 대하여 최적의 변환을 선택하기 위해 해당 블록에 대하여 복수개의 변환 형태에 대하여 율-왜곡 비용을 차례로 계산하여 율-왜곡 비용이 최소인 변환의 크기를 최종 변환 크기로 결정할 수 있다. 예를 들어, 16×8 크기의 블록에 대하여 16×8 변환, 8×8 변환뿐만 아니라, 8×4 변환, 4×8 변환 및 4×4 변환 등에 대하여 율-왜곡 비용을 차례로 계산하여 율-왜곡 비용이 최소인 변환의 크기를 최종 변환 크기로 결정할 수 있다.
위와 같이 결정된 변환 크기에 대한 정보를 이용하여 변환의 경계에 맞추어 디블록킹 필터링을 수행한다. 이는 각각의 변환의 크기에 따라서 블록화 현상이 각각 다르게 생성되기 때문에 블록화된 경계를 구분하여 필터링을 수행하며, 블록화된 경계의 구분은 복원 블록의 비트스트림의 정보 혹은 복원 블록 내에 포함된 변환에 대한 다른 형태의 정보를 이용해 실제 변환의 경계인지 아닌지를 구분하여 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다. 여기서 구분한다는 의미는 서로 다른 경계 강도를 가지도록 설정할 수 있다는 의미이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터링의 대상이 되는 픽쳐에서 변환 블록들의 경계들, 즉 변환의 경계들이 먼저 식별된다. 변환의 경계들이 식별되면 각 경계를 형성하는 두 인접한 변환 블록들의 크기를 적어도 고려하여 필터링 강도 및 필터링되는 경계영역의 화소들이 결정된다.
도 7을 참조하여 보다 상세히 기술하면, 영역 A와 영역 B 간의 경계가 변환의 경계인지 실제 영상의 에지인지 여부를 판단하여(S710), 만약 실제 영상의 에지에 해당한다면 BS의 값은 0으로 설정되고 그 경계는 필터링되지 않는다. 그렇지 않다면, 변환 및 양자화로 인한 블록화 현상이 제거되어야 하는 부분으로 구분된다. 다음으로, 필터링이 필요하다고 판단되면 큰 변환 경계인지 여부를 판정한다(S720). 블록 크기와 변환에 따른 모든 경계에 대한 필터링을 수행하는 부분에 있어서, 기존의 필터링 강도(BS: Boundary Strength)로는 큰 크기의 변환이나 블록 경계에 대한 블록화 현상을 없애기는 힘들다. 이는 H.264/AVC는 최대 16×16 크기의 매크로블록 단위로 부호화를 수행하였고, 변환의 크기도 정사각형의 변환을 가지고 있어서 M×N 크기의 블록에는 적합하지 못하기 때문이다. 여기서 필터링 강도를 결정함에 있어 변환의 경계 여부를 확인하고(S710), 기존 H.264/AVC에서 사용되지 않았던 큰 블록의 정사각형 혹은 직사각형 변환이 적용되었는지 판단(S720)하여 큰 블록의 정사각형 혹은 직사각형 변환이 적용된 경우에는 기존의 필터링보다 더욱 강한 필터링(BS=5)을 수행한다.
여기서, 큰 블록의 정사각형 혹은 직사각형 변환은 16×16 이상으로서 정사각형 또는 직사각형인 경우에 가장 큰 경계 강도를 가질 수 있도록 적용할 수 있으며, 경우에 따라서는 16×8 이상 또는 8×16 이상을 기준으로 할 수도 있으며, 큰 크기의 변환인지 여부는 다양한 변환의 크기를 기준으로 그 여부를 판정할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 이하, 큰 변환이 아닌 것으로 판정된 경우에 필터링 강도의 결정 과정(S730 내지 S780)은 종래의 H.264/AVC의 수행과정과 유사하며 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단하여 상세히 기술하지 않는다. 또한, 본 발명은 도 7에서 나타난 방법에 한정적이지 않고 다른 방법을 통해서도 변환의 경계를 구분하는 방법을 사용할 수 있고 변환의 경계를 구분하는 다른 방법을 사용하더라도 변환의 경계를 구분한다는 점에서는 같은 의미를 가진다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 적용한 큰 블록 변환에 대한 필터링 방법을 설명하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도 8에서 보는 바와 같이, 직사각형 형태의 변환을 수행했을 경우, 변환 블록의 상하좌우의 경계면이 서로 다른 형태를 가질 수 있으며, 도 8에서는 16×16, 16×8 또는 8×4 등의 변환 경계를 말한다. 또한 본 발명의 일 실시예는 8×8, 4×4 변환뿐만 아니라도 도 8과 같이 16×16, 16×8, 8×4 변환 혹은 확장된 P×Q의 변환에서도 유사한 방법으로 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(160)가 필터링을 수행하는 방법의 적용이 가능하다. 큰 블록의 경계에 대해서는 그 경계가 실제 영상의 에지가 아니라고 판단된 경우, 더 많은 화소에 대해서 디블록킹 필터를 적용함으로써 블록화 현상을 효과적으로 제거할 수 있다. 변환(혹은 블록) 경계 화소로부터 변환 경계가 실제 영상의 에지인지 여부를 판단하는 기술은 공지된 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 이용된 변환의 타입 또는 크기에 따라, 필터링 강도 또는 필터링 되는 화소들이 선택되는 본 발명의 일 실시예가 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
전술한 바와 같이, 종래 H.264/AVC 표준은 4x4 변환 및 8x8 변환만이 이용될 뿐, 직사각 형태의 변환 또는 이보다 큰 사이즈의 변환은 이용되지 않는다. 본 발명의 일 실시예는 직사각 형태의 변환 또는 종래의 변환 사이즈보다 큰 사이즈의 변환이 이용되는 경우에 적합한 블록 경계 필터링 또는 변환 경계 필터링을 개시한다.
도 8에는 필터링 수행 전의 2개의 재생된 16x16 매크로블록 MB1과 MB2가 도시되어 있다. 그 중 왼편의 매크로블록 MB1은 16x8 사이즈의 변환이 이용되어 부호화 및/또는 복호화된 16x8 블록 SMB0과, 8x4 사이즈의 변환이 이용된 4개의 8x4 블록 SMB1, SMB2, SMB3 및 SMB4을 포함한다. 오른편 매크로블록 MB2는 16x16 사이즈 변환이 이용되었다.
SMB0는 MB2와 수평방향으로 인접하므로 수직방향으로 경계가 형성되어 있다. 또한, SMB0는 SMB1 및 SMB2와 수직방향으로 인접하므로 수평방향으로 경계가 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 필터(180) 또는 영상 복호화 장치(900)의 필터(960)는 변환의 경계 또는 변환 블록간의 경계를 형성하는 두 개의 변환 블록 모두의 크기 또는 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링될 변환 블록 내의 화소의 개수 및/또는 위치를 결정한다.
필터(180, 960)는 SMB0와 MB2 사이의 수직 경계와 SMB0와 SMB1 또는 SMB2 사이의 수평 경계의 필터링을 위해 SMB0, SMB1, SMB2 및 MB2 의 크기를 식별한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수직 경계의 필터링을 위해서는 SMB0와 MB2의 수평 방향의 크기(길이)가 고려되고, 상기 수평 경계의 필터링을 위해서는 SMB0, SMB1 및 SMB2의 수직 방향의 크기(길이)가 고려된다.
다시 도 8을 참조하면, SMB0와 MB2의 가로 길이, 즉, 상기 두 블록의 수평방향의 화소의 개수는 16개이다. 그리고 SMB0의 세로 길이, 즉 수직 방향의 화소의 개수는 8개이고, SMB1 및 SMB2의 수직 방향의 화소의 개수는 4개이다.
SMB0와 MB2 사이의 수직 경계 영역을 필터링하는 경우, 필터(180, 960)는 상기 수직 경계로부터 수평 방향으로 연속하는 SMB0 내의 6개의 화소 q0, q1, q2, q3, q4 및 q5를 필터링하고, MB2 내의 6개의 화소 p0, p1, p2, p3, p4 및 p5를 필터링한다. 반면, SMB0와 SMB1 사이의 수평 경계에 존재하는 블록왜곡을 제거하기 위하여 필터(180, 960)는 상기 수평경계로부터 수직방향으로 연속하는 SMB1 내의 3개의 화소 p0, p1 및 p2 를 필터링하고 SMB0 내의 3개의 화소 q0, q1 및 q2 를 필터링한다. 즉, 변환 블록의 크기가 클수록 더 많은 화소들이 필터링된다.
필터(180, 960)는 변환 블록 간의 경계를 형성하는 두 개의 변환 블록 모두의 크기 또는 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링될 변환 블록 내의 화소의 개수 및/또는 위치를 결정한다. 경계로부터 어디까지의 화소들을 필터링할지 여부는 두 개의 변환 블록 중 크기가 작은 블록에 의해 결정될 수 있다.
한편, 부호화 장치(100) 또는 복호화 장치(900)는 변환 블록의 크기를 다양한 방법으로 알 수 있다. 예컨대, 해당 변환 블록의 부호화 또는 복호화에 사용된 변환의 크기 또는 변환 블록의 크기를 포함하는 블록 타입을 나타내는 비트스트림의 신택스 요소(syntax element)에 의해 변환 블록의 크기는 지시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치(100)의 필터(180) 또는 영상 복호화 장치(900)의 필터(960)는 변환 블록 간의 경계를 형성하는 두 개의 변환 블록 모두의 크기 또는 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 강도를 결정한다.
전술한 바와 같이, 필터(180, 960)는 SMB0와 MB2 사이의 수직 경계와 SMB0와 SMB1 또는 SMB2 사이의 수평 경계의 필터링을 위해 SMB0, SMB1, SMB2 및 MB2 의 크기를 식별한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수직 경계의 필터링을 위한 필터링 강도는 SMB0와 MB2의 수평 방향의 크기(길이)가 고려되고, 상기 수평 경계의 필터링을 위한 필터링 강도는 SMB0, SMB1 및 SMB2의 수직 방향의 크기(길이)가 고려된다.
본 실시예에서는, 변환 블록의 크기가 더 큰 블록 내의 화소에 대한 필터링 강도는 변환 블록의 크기가 보다 작은 블록 내의 화소에 대한 필터링 강도보다 강하게 한다. 따라서 SMB0와 MB2 사이의 수직 경계의 필터링 강도는 SMB0와 SMB1 및 SMB0와 SMB2 사이의 수평 경계의 필터링 강도보다 크다.
전술한 바와 같이, 필터링 강도 및 필터링되는 화소들이 결정되면 결정된 필터링 강도에 따라 블록 경계 영역의 화소들이 필터링된다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 강도(BS)에 따른 구체적인 필터링 방법을 설명한다. BS의 크기가 4보다 작은 경우는 수학식 1, BS가 4인 경우는 수학식 2와 같은 필터링 과정이 수행된다.
Figure pat00001
수학식 1은 BS값이 4미만 일 때의 예시이며 tc의 값은 |p2-p0|, |q2-q0|와 양자화지수에 의해 결정되는 β값에 의해 결정된다. Clip 함수는 Clip[a, b, c}의 경우 c의 값이 a와 b사이의 값이 넘지 않도록 처리해 준다. 즉, 수학식 1의 Clip은 ((q0 - p0)<<2 + (p1 - q1) +4)/8 의 값이 -tc와 tc 사이의 값을 넘지 않도록 처리한다. 수학식 1처럼 q1, q0, p0, p1을 이용한 4탭 필터링을 통해 p'0, q'0의 값을 구할 수 있다. p'0, q'0을 구하는 방법과 유사한 방법을 통해 p'1과 q'1 화소의 값에 대한 필터링을 수행할 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2는 BS=4인 경우의 q'0을 구하는 식의 예시이다. 여기서 필터링 계수 값은 1,2,2,2,1 의 순서로 5탭 필터링이 적용되며 양자화지수에 의해 결정되는 α와 β 값에 의해서 실제 에지(edge) 여부에 대한 구분이 먼저 이루어진다. 다른 화소에 적용되는 필터링은 기존의 H.264/AVC와 유사한 방법을 사용하여 p'2~q'2를 만들고 필터링에 의해 필터링되는 화소의 수도 최대 6개(휘도의 경우 6개, 색차신호의 경우 4개)의 화소로 국한되어 있어 기존 방법에 따르면 경계면에서 최대 3개의 화소까지 필터링이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서는 블록의 크기가 커지거나 변환의 크기가 달라짐에 따른 경계 강도가 달라지는 경우의 경계강도(예를 들어, BS를 5로 명명함)를 추가적으로 포함하는 필터링 모드를 제공한다. 즉, BS가 5인 경우와 같이 큰 크기의 블록 변환의 경우 도 8에서와 같은 필터링이 더 깊은 화소까지 영향을 미칠 수 있도록 할 수 있다. 이는 기존에 가지고 있는 필터링의 화소 수는 종래의 필터링 방법에서 적용하던 변환보다 큰 블록 변환에는 적합하지 않은 문제점을 가지고 있어 블록화 현상을 효과적으로 줄이지 못하는 문제점이 있기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 이를 해결하기 위해 종래의 필터링 화소의 수와 필터링 방법을 개선한다.
수학식 3은 더 많은 화소를 가진 필터링 방법의 한 가지 예를 나타낸다.
Figure pat00003
위 식은 큰 블록의 변환에서 q'0를 구하는 식으로 기존의 방법보다 필터링을 수행에 참가하는 화소의 수를 늘려 1,2,3,4,3,2,1의 7탭 필터링을 수행함으로써 주변 화소의 영향을 더 많이 받는 필터링을 수행하는 방법을 보인다. 이는 큰 블록의 경우 더 많은 주변의 화소의 영향을 받도록 필터링을 함으로써 더 효과적으로 블록킹 현상을 줄일 수 있다.
Figure pat00004
위 식은 q'4의 화소를 필터링하는 한 예로써 변환의 크기가 큰 경우 종래의 기술에서 필터링 대상에 속하지 않는 화소인 q'4를 필터링함으로써 화질 향상을 가져올 수 있다. 이는 블록의 크기가 달라질수록 필터링에 참여하는 화소의 수를 달리하고자 하는 것이다. 본 발명의 실시예에서 필터링 대상 화소수에 대하여 필터링하는 방법은 상기 수학식들에 예시된 방법에 한정되지 않으며,이외에도 다른 다양한 필터링 방법을 블록의 형태와 변환의 형태에 따라 다르게 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예는 기존에 가지고 있는 블록화 현상을 제거하기 위한 방법인 디블록킹 필터에 대해서, M×N 크기 형태의 블록에 대하여 P×Q 크기 변환에 대한 종래 필터링 방법의 문제점을 수정하여 향후 개발될 고화질 비디오 코딩에도 효과적으로 적용 가능한 변환의 경계 또는 블록 경계에 대한 필터링 수행 방법을 개선한다. 본 발명의 실시예에 의하면 모든 크기의 매크로블록 및 변환 경계에 블록화 현상을 제거함에 있어 매우 효과적으로 필터링할 수 있다.
이상에서 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)와 그를 이용한 영상 부호화 방법을 이용하면, M×N 단위의 매크로블록, P×Q 단위의 변환, 변환의 형태에 대한 정보를 이용하여 블록화 현상을 제거함에 있어 더욱 효과적인 방법을 사용하는 장치를 말한다. 이와 같이, 영상 부호화 장치(100)에 의해 부호화 데이터로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나 케이블, 범용 직렬 버스(USB: Universal Serial Bus) 등의 통신 인터페이스를 통해 후술할 영상 복호화 장치로 전송되어 영상 복호화 장치에서 복호화되어 영상으로 복원되고 재생될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(900)는 도 1을 통해 전술한 영상 부호화 장치(100)와 같이, 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, TV, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP:PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal), 디지털 TV 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 복호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(900)는 복호화기(910), 역 스캐너(920), 역양자화 및 역변환기(930), 예측기(940), 가산기(950) 및 필터(960)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 역 스캐너(920)와 필터(960)는 반드시 포함되어야 하는 것은 아니며 구현 방식에 따라 선택적으로 생략될 수 있으며, 역 스캐너(920)가 생략되는 경우에는 그 기능이 복호화기(910)에 통합되어 구현될 수 있다.
복호화기(910)는 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 복원한다. 즉, 복호화기(910)는 부호화 데이터를 복호화하여 양자화 변환 계수열을 복원하는데, 영상 부호화 장치(100)에서 스캐너(140)의 기능이 부호화기(150)에 통합되어 구현된 경우 영상 부호화 장치(900)에서도 역 스캐너(920)는 생략되어 그 기능이 복호화기(910)에 통합되어 구현되므로, 복호화기(910)는 복원된 양자화 변환 계수열을 역 스캐닝하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 복원할 수 있다.
또한, 복호화기(910)는 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록뿐만 아니라 복호화에 필요한 정보들을 복호화하거나 추출할 수 있다. 복호화에 필요한 정보들은 부호화 데이터 내의 부호화된 비트열을 복호화하는 데 필요한 정보들을 말하며, 예를 들어 블록 타입에 대한 정보, 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우에는 인트라 예측 모드에 대한 정보, 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우에는 움직임 벡터에 대한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보 등이 될 수 있지만, 이외의 다양한 정보들이 될 수도 있다.
블록 타입에 대한 정보는 역양자화 및 역변환기(930)와 예측기(940)로 전달될 수 있으며, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보는 역양자화 및 역변환기(930)로 전달될 수 있으며, 인트라 예측 모드에 대한 정보와 움직임 벡터에 대한 정보와 같은 예측에 필요한 정보들은 예측기(940)로 전달될 수 있다.
역 스캐너(920)는 복호화기(910)에서 양자화 변환 계수열을 복원하여 전달하면 양자화 변환 계수열을 역 스캐닝하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 복원한다.
역 스캐너(920)는 추출된 양자화 계수열을 역 지그재그 스캔 등 다양한 역 스캐닝 방식으로 역 스캐닝하여 양자화 계수를 갖는 잔여 블록을 생성한다. 이때의 역 스캐닝 방식은 복호화부(910)에서 변환의 크기에 대한 정보를 얻어 이에 해당하는 역 스캐닝 방법을 사용하여 잔여 블록을 생성하게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)에서 스캐너(140)의 기능이 부호화기(150)에 통합되어 구현된 경우 영상 부호화 장치(900)에서도 역 스캐너(920)는 생략되어 그 기능이 복호화기(910)에 통합될 수 있다. 또한, 복호화기(910) 또는 역 스캐너(920)는 복호화기(910)에서 부호화 데이터를 복호화하여 복원되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 변환 및 양자화 타입에 따라 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 스캐닝한다. 여기서, 역 스캐너(920)가 변환 및 양자화 타입에 따라 역 스캐닝하는 방법은 스캐너(140)가 변환 및 양자화된 잔여 블록의 양자화 변환 계수들을 스캐닝하는 방법을 역으로 수행하는 것과 동일 또는 유사하므로, 역 스캐닝하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
역양자화 및 역변환기(930)는 복원되는 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원한다. 이때, 역양자화 및 역변환기(930)는 복호화기(910)로부터 전달되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 변환 및 양자화 타입에 따라 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환한다. 여기서, 역양자화 및 역변환기(930)가 변환 및 양자화된 잔여 블록을 변환 및 양자화 타입에 따라 역 양자화 및 역 변환하는 방법은 영상 부호화 장치(100)의 변환 및 양자화기(930)에서 변환 및 양자화 타입에 따라 변환 및 양자화하는 과정을 역으로 수행하는 것과 동일 또는 유사하므로, 역 양자화 및 역 변환하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
예측기(940)는 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성한다. 여기서, 예측기(940)는 복호화기(910)로부터 전달되는 블록 타입에 대한 정보와 예측에 필요한 정보를 이용하여 현재 블록을 예측한다. 즉, 예측기(940)는 블록 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 블록 타입에 따라 현재 블록의 크기와 형태를 결정하고, 예측에 필요한 정보에 의해 식별되는 인트라 예측 모드 또는 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성한다. 이때, 예측기(940)는 영상 부호화 장치(100)의 예측기(110)와 동일 또는 유사한 방법으로, 현재 블록을 서브블록으로 분할하고 분할된 서브블록별로 예측하여 생성되는 예측 서브블록을 결합하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
가산기(950)는 역양자화 및 역변환기(930)에 의해 복원되는 잔여 블록과 예측기(940)에 의해 생성되는 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다.
필터(960)는 가산기(950)에 의해 복원되는 현재 블록을 필터링하고, 복원되어 필터링된 현재 블록은 픽처 단위로 누적되어 참조 픽처로서 메모리(미도시) 등에 저장되어 예측기(940)에서 다음 블록 또는 다음 픽처를 예측할 때 활용된다.
여기서, 필터링은 변환과 변환의 경계, 블록과 변환의 경계, 블록과 블록의 경계에 대하여 서로 다른 필터링 경계 강도를 결정할 수 있다.
또한, 필터링은 경계에 에지가 없는 경우에 필터링을 수행할 수 있으며, 변환 및 양자화 타입에 따라 경계 강도를 결정할 수 있다. 여기서 변환 및 양자화 타입이 16×8 또는 8×16의 크기 이상인 경우에 가장 강한 경계 강도를 갖도록 할 수 있다.
필터(960)는 변환 및 양자화의 크기가 클수록 필터링에 참가하는 경계 화소의 수가 많아지도록 할 수 있으며, 복원된 현재 블록과 함께 전송되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 이용하여 필터링할 수 있다.
필터(960)는 복원되는 현재 블록을 필터링할 때, 복호화기(910)로부터 전달되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보에 의해 식별되는 변환 및 양자화 타입에 따라 필터링을 수행할 수 있다. 이때, 필터(960)는 변환 및 양자화 타입에 따라 다르게 변환 경계 또는 블록 경계에 디블로킹 필터링을 수행하여 영상의 블록 경계에서 발생하는 블록화 현상을 줄일 수 있다. 필터(960)가 필터링을 수행하는 방법은 영상 부호화 장치(100)의 필터(180)가 디블로킹 필터링하는 과정과 동일 또는 유사하므로, 필터링하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치는 도 1의 영상 부호화 장치(100)와 도 9의 영상 복호화 장치(900)를 결합함으로써 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치는 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측기(110), 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔여 블록을 생성하는 감산기(120), 현재 블록의 블록 타입에 따라 선택되는 변환 및 양자화 타입을 결정하고, 결정된 변환 및 양자화 타입에 따라 잔여 블록을 변환 및 양자화하는 변환 및 양자화기(130), 변환 및 양자화된 잔여 블록을 부호화하여 부호화된 영상 데이터를 생성하는 부호화기(150), 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역변환하여 잔여 블록을 복원하는 역양자화 및 역변환기(160), 복원된 잔여 블록에 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 발생하는 가산기(170), 변환 및 양자화 타입에 따라 복원 블록에 필터링을 수행하는 필터(180)를 포함하는 영상 부호화기(100)(본 발명의 일 실시예에서의 영상 부호화/복호화 장치에서의 영상 부호화부를 구현)와, 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 복원하는 복호화기(910), 변환 및 양자화된 잔여 블록을 변환 및 양자화 타입에 따라 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하는 역양자화 및 역변환기(930), 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측기(940), 복원되는 잔여 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산기(950), 변환 및 양자화 타입에 따라 복원된 현재 블록과 인접하는 블록 간의 경계 영역을 필터링하는 필터(960)를 포함하는 영상 복호화기(900)(본 발명의 일 실시예에서의 영상 부호화/복호화 장치에서의 영상 복호화부를 구현)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치(900)의 영상데이타의 양자화 효과 감소를 위한 필터링 방법에 있어서, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치(900)에서 필터(180)와 필터(960)의 필터링 수행 방법은 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치(900)의 필터링 수행 후 값의 불일치(mis-match)를 방지하기 위하여 수평방향으로 먼저하고 수직방향으로 필터링을 수행하거나, 혹은 수직방향으로 먼저하고 수평방향으로 필터링을 수행한다. 이 디블록킹 필터링의 순서는 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치(900)에서 동일한 순서로 결정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상을 부호화하는 방법은, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 단계(1002), 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔여 블록을 생성하는 단계(1004), 현재 블록의 블록 타입에 따라 선택되는 변환 및 양자화 타입을 결정하는 단계(1006), 결정된 변환 및 양자화 타입에 따라 잔여 블록을 변환 및 양자화하는 단계(1008), 변환 및 양자화된 잔여 블록을 부호화하여 부호화된 영상 데이터를 생성하는 단계(1010), 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하는 단계(1012), 복원된 잔여 블록에 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 발생하는 단계(1014) 및 변환 및 양자화 타입에 따라 복원 블록과 인접하는 블록 간의 경계 영역에 필터링을 수행하는 단계(1016)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 필터링은, 변환과 변환의 경계, 블록과 변환의 경계, 블록과 블록의 경계에 대하여 서로 다른 필터링 경계 강도를 결정할 수 있다.
여기서, 필터링은, 경계에 에지가 없는 경우에 필터링을 수행할 수 있으며, 변환 및 양자화 타입에 따라 경계 강도를 결정할 수 있다.
또한, 필터링은, 변환 및 양자화 타입이 16×8 또는 8×16의 크기 이상인 경우에 가장 강한 경계 강도를 가질 수 있다.
필터링 시에 변환의 크기에 따라 필터링에 참가하는 경계 화소가 결정될 수 있으며, 변환 및 양자화의 크기가 클수록 상기 필터링에 참가하는 경계 화소의 수가 많아지도록 할 수 있다.
변환 및 양자화 시에 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 발생할 수 있다.
변환 및 양자화 타입은, 잔여 블록에 대하여 복수개의 변환 형태에 대하여 율-왜곡 비용을 계산하여 율-왜곡 비용이 최소인 변환 형태로 선택할 수 있다.
변환 형태는, P×Q(단, P와 Q는 서로 다를 수 있다.) 형태일 수 있으며, P와 Q는 각각 16 이상일 수 있다. 즉, 블록의 한 변의 크기가 16 이상일 수 있다.
필터링은 복원 블록과 함께 전송되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 이용하여 필터링할 수 있다.
필터링은 복원 블록과 인접하는 블록 간의 경계가 변환의 경계인지 판단한 후에 수행될 수 있으며, 경계가 변환의 경계인 경우 경계 영역을 필터링할 수 있으며, 또한 경계가 영상의 에지에 해당하지 않는 경우에 필터링을 수행할 수 있다.
또한, 변환 및 양자화 시에 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 발생할 수 있다.
여기서, 필터링은 영상 복호화 방법에서와 동일한 순서로 필터링을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상을 복호화하는 방법은, 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 출력하는 단계(1102), 변환 및 양자화된 잔여 블록을 변환 및 양자화 타입에 따라 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복호하는 단계(1104), 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 단계(1106), 복호된 잔여 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 단계(1108) 및 변환 및 양자화 타입에 따라 복원된 현재 블록을 필터링하는 단계(1110)를 포함한다.
상기 필터링은, 변환과 변환의 경계, 블록과 변환의 경계, 블록과 블록의 경계에 대하여 서로 다른 필터링 경계 강도를 결정할 수 있다.
필터링은 복원된 현재 블록과 인접하는 블록 간의 경계가 변환의 경계인지 판단한 후에 수행될 수 있으며, 경계가 변환의 경계인 경우, 경계 영역을 필터링할 수 있으며, 경계가 영상의 에지에 해당하지 않는 경우에 필터링을 수행할 수 있다.
여기서, 필터링은 경계에 에지가 없는 경우에 필터링을 수행할 수 있으며, 변환 및 양자화 타입에 따라 경계 강도를 결정할 수 있다.
또한, 필터링은 변환 및 양자화 타입이 16×8 또는 8×16의 크기 이상인 경우에 가장 강한 경계 강도를 가질 수 있다.
필터링은 변환의 크기에 따라 상기 필터링에 참가하는 경계 화소가 결정될 수 있으며, 변환 및 양자화의 크기가 클수록 필터링에 참가하는 경계 화소의 수가 많아지도록 할 수 있다.
필터링은 복수개의 변환 형태에 대하여 부호화 데이터에 포함된 변환 형태의 정보에 따라 선택될 수 있다. 즉, 부호화 데이터 복호화 후 역 양자화 및 역 변환 시에 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 발생함으로써 복원된 현재 블록과 함께 전송되는 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 이용하여 필터링할 수 있다.
한편, 필터링은 영상 부호화 방법에서와 동일한 순서로 필터링을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법과 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 결합함으로써 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상을 부호화/복호화하는 방법은, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고, 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 잔여 블록을 생성하고, 현재 블록의 블록 타입에 따라 선택되는 변환 및 양자화 타입을 결정하고, 결정된 변환 및 양자화 타입에 따라 잔여 블록을 변환 및 양자화하고, 변환 및 양자화된 잔여 블록을 부호화하여 부호화된 영상 데이터를 생성하고, 변환 및 양자화된 잔여 블록을 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복원하고, 복원된 잔여 블록에 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 발생하고, 변환 및 양자화 타입에 따라 복원 블록에 필터링을 수행하는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법과, 부호화 데이터를 복호화하여 변환 및 양자화된 잔여 블록을 출력하고, 변환 및 양자화된 잔여 블록을 변환 및 양자화 타입에 따라 역 양자화 및 역 변환하여 잔여 블록을 복호하고, 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고, 복호된 잔여 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하고, 변환 및 양자화 타입에 따라 복원된 현재 블록의 경계를 필터링하는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 필터링 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치는 경계식별기(1210), 화소 및 강도 선택부(1220) 및 필터링 수행부(1230)을 포함한다.
경계식별기(1210)는 영상에 포함된 두 변환 블록들 간의 경계를 식별한다.
화소 및 강도 선택부(1220)는 두 변환 블록들 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 될 화소를 선택한다.
필터링 수행부(1230)는 경계에 접하는 영역에 속하는 적어도 하나의 화소를 필터링한다.
한편, 화소 및 강도 선택부(1220)는 두 변환 블록들 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 강도를 선택할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치에서의 필터(180) 또는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치에서의 필터(960)로 사용될 수 있다.
경계식별기(1210)는 필터(180 또는 960) 내부에서 영상에 포함된 두 변환 블록들 간의 경계를 식별하는 데 사용될 수 있다. 즉, 복원된 현재 블록과 인접 블록 간의 경계영역을 식별하는데 사용될 수 있다. 여기서, 복원 블록과 인접블록의 경계를 식별함을 예로 들었으나 본 발명이 이에 한정되지 않고 두 블록간의 경계 식별하는 목적이면 어디에든지 사용될 수 있다. 두 블록간의 경계를 식별하는 방법에 대한 사항은 도 8을 포함한 도면 및 수학식들에 대한 설명 등에서 전술하였으므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
화소 및 강도 선택부(1220)는 두 변환 블록들 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 될 화소를 선택하거나, 또는, 화소 및 강도 선택부(1220)는 두 변환 블록들 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 강도를 선택할 수 있다. 변환 블록의 크기에 따라 필터링 될 화소를 선택하거나 변환 블록의 크기에 따라 필터링 강도를 선택하는 방법에 대한 사항은 도 8을 포함한 도면 및 수학식들에 대한 설명 등에서 전술하였으므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
필터링 수행부(1230)는 경계에 접하는 영역에 속하는 적어도 하나의 화소를 필터링하며, 필터링을 수행하는 방법에 대한 사항은 도 8을 포함한 도면 및 수학식들에 대한 설명 등에서 전술하였으므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 적어도 하나의 변환 블록의 크기는 경계와 직각 방향으로의 적어도 하나의 변환 블록의 길이일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 변환 블록의 크기와 필터링 될 화소의 개수는 비례할 수 있으며, 적어도 하나의 변환 블록의 크기와 필터링 강도는 비례할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 필터링 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 영상에 포함된 두 변환 블록들 간의 경계를 식별한다(S1302).
경계를 식별한 후에는 두 변환 블록들 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 될 화소(및/또는 필터링 강도)를 선택하고(S1304), 경계에 접하는 영역에 속하는 적어도 하나의 화소를 필터링한다(S1306).
S1302 단계의 방법은 필터(180 또는 960) 내부에서 영상에 포함된 두 변환 블록들 간의 경계를 식별하는 방법으로 사용될 수 있다. 즉, 복원된 현재 블록과 인접 블록 간의 경계영역을 식별하는데 사용될 수 있다. 여기서, 복원 블록과 인접블록의 경계를 식별함을 예로 들었으나 본 발명이 이에 한정되지 않고 두 블록간의 경계 식별하는 목적이면 어디에든지 사용될 수 있다. 두 블록간의 경계를 식별하는 방법에 대한 사항은 도 8을 포함한 도면 및 수학식들에 대한 설명 등에서 전술하였으므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
S1304 단계에서는 두 변환 블록들 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기에 따라 필터링 될 화소를 선택하거나(및/또는 필터링 강도)를 선택할 수 있다. 변환 블록의 크기에 따라 필터링 될 화소를 선택하거나 변환 블록의 크기에 따라 필터링 강도를 선택하는 방법에 대한 사항은 도 8을 포함한 도면 및 수학식들에 대한 설명 등에서 전술하였으므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
S1306 단계에서는 경계에 접하는 영역에 속하는 적어도 하나의 화소를 필터링하며, 필터링을 수행하는 방법에 대한 사항은 도 8을 포함한 도면 및 수학식들에 대한 설명 등에서 전술하였으므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 적어도 하나의 변환 블록의 크기는 경계와 직각 방향으로의 적어도 하나의 변환 블록의 길이일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 변환 블록의 크기와 필터링 될 화소의 개수는 비례할 수 있으며, 적어도 하나의 변환 블록의 크기와 필터링 강도는 비례할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 이와 명시적으로 상반되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 기존의 방법보다 다양한 형태의 블록크기와 변환 크기로 영상을 부호화 및 복호화하는 기술에 적용되어, 변환 및 양자화를 통한 손실 압축에서 발생하는 블록화 현상을 줄임으로써 향상된 화질을 요구하는 동영상 부호화 및 복호화 장치에 있어서 매우 유용한 발명이다.

Claims (7)

  1. 영상 복호화 장치에 있어서,
    부호화 데이터로부터 인터 또는 인트라 예측 타입이 지정되는 단위인 현재 블록의 크기에 관한 정보를 복호화하여 상기 현재 블록의 크기를 결정하고, 상기 현재 블록에 포함되는 하나 이상의 변환 블록을 식별하기 위한 변환 정보 및 상기 변환 정보에 의해 식별되는 각 변환 블록에 대한 변환 계수를 복호화하는 복호화기;
    상기 각 변환 블록에 대한 변환 계수를 역변환하여 상기 현재 블록의 잔여 블록을 복원하는 역변환기;
    상기 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하는 예측기;
    상기 복원된 잔여 블록과 상기 예측 블록을 가산하여 상기 현재 블록을 복원하는 가산기; 및
    상기 복원된 현재 블록에서 상기 변환 블록의 경계 중 필터링을 수행할 경계에 대해 미리 지정된 조건에 따라 결정되는 필터링 강도로 디블록킹 필터링을 수행하는 필터부를 포함하되,
    상기 복호화기는, 상기 변환 정보에 근거하여, 상기 현재 블록이 복수개의 블록으로 분할되는지 확인하고 분할되는 블록에 대해서는 재분할 여부를 확인함으로써 더 이상 분할되지 않는 블록을 상기 변환 블록으로 식별하고,
    상기 필터부는, 상기 현재 블록의 분할 및 재분할에 따라 상기 현재 블록 내에서 가변적으로 결정되는 크기의 변환 블록의 수직 및 수평 경계를 식별하여 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 변환 블록의 크기에 따라 상기 변환 블록의 경계 방향과 수직 방향에 위치하는 화소들 중 상기 디블록킹 필터링이 적용되는 화소의 범위를 가변적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 필터부는, 상기 변환 블록의 크기에 따라 상기 디블록킹 필터링의 필터링 강도(Boundary Strength)를 가변적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 변환 정보는 블록 분할 여부를 지시하는 정보이고,
    상기 각 변환 블록의 크기는, 상기 현재 블록의 크기 및 상기 변환 정보에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 예측기는,
    상기 현재 블록을 예측하기 위해 상기 현재 블록을 복수의 서브 블록으로 분할하고, 분할된 각 서브 블록을 예측함으로써 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 각 변환 블록의 크기는, 상기 현재 블록을 예측하기 위해 사용된 서브 블록의 크기로부터가 아니라 상기 현재 블록의 크기로부터 시작하는 블록 분할을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복호화기는, 상기 부호화 데이터로부터 상기 각 변환 블록에 대한 변환 계수를 스캐닝하되, 상기 각 변환 블록의 크기를 고려하여 스캐닝 방식을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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