KR20150113523A - 주관적 품질 향상을 위한 영상 복호화 장치 및 그 방법 - Google Patents

주관적 품질 향상을 위한 영상 복호화 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 복호화 장치 및 방법에 대해 개시한다. 보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는, 영상의 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보 중 상기 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 상기 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행하는 적응적 역양자화부를 포함한다.

Description

주관적 품질 향상을 위한 영상 복호화 장치 및 그 방법 {IMAGE DECODING DEVICE FOR IMPROVED SUBJECTIVE QUALITY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 영상 복호화 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 주관적 품질 향상을 위한 영상 복호화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 FHD (Full High Definition) 및 UHD (Ultra High Definition)와 같은 고품질 비디오 서비스 수요와 더불어 차세대 비디오 압축 표준에 대한 요구가 증가하였다. ISO/IEC MPEG (Moving Picture Expert Group)과 ITU-T VCEG (Video Coding Expert Group)에서는 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding)을 결성하여 H.264/AVC의 압축효율을 2배 이상 향상시키는 것을 목표로 새로운 비디오 압축 표준인 HEVC (High Efficiency Video Coding)에 대한 표준화를 진행하였다. 2013년 1월 HEVC version 1에 대한 표준 기술 개발이 완료되었으며, 이후, 다양한 컬러 포맷과 비트 심도의 지원을 위한 HEVC 확장 (Range extension) 표준에 대한 개발이 진행 중이다.
HEVC에서는 부호화 효율뿐 아니라 차세대 비디오 표준에서 요구되는 다양한 부호화/복호화를 고려한 기술이 표준화 단계에서 채택되었다. 일례로 부/복호화 과정의 병렬성을 고려한 타일이라는 새로운 픽쳐 분할 단위와 PU 단위 복호화의 병렬성을 보장하는 MER (Merge Estimation Region) 등의 기술들이 있다. 특히, 고해상도, 고화질에 대한 시장의 요구에 맞추어, 주관적 화질을 향상시키기 위해 디블록킹 필터 및 SAO (Sample Adaptive Offset), 스케일링 리스트 등의 기술이 채택되어 있다.
한편, 한국공개특허 제2013-0077047호(발명의 명칭: 영상 부호화/복호화 방법 및 장치)에서는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록에 대한 스케일 팩터를 도출하는 단계 및 스케일 팩터를 기반으로 현재 블록에 대한 스케일링을 수행하는 단계를 포함하며, 현재 블록에 대한 스케일 팩터는 현재 블록 내 변환 계수의 위치를 기반으로 도출되며, 변환 스킵 블록은 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 현재 블록에 대해 역변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 기술을 개시하고 있다.
본 발명의 일부 실시예는 압축 영상의 주관적 품질 향상을 위하여 스케일링 리스트 정보를 적응적으로 적용시켜, 주관적 품질 향상 및 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 영상의 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보 중 상기 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 상기 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행하는 적응적 역양자화부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 비트스트림으로부터 영상의 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보를 추출하는 단계; 및 상기 스케일링 리스트 정보 중 상기 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 상기 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행하는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 스케일링 리스트 정보의 전송 단위를 선택적으로 적용하므로, 시각적 인지 특성에 따라 적응적 양자화를 수행하는 영역을 보다 유연하게 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 과제 해결 수단에서는 현재 블록과 시간적으로 대응되는 영역에 설정된 스케일링 리스트 정보 혹은 현재 블록과 공간적으로 인접한 인접 영역에 설정된 스케일링 리스트 정보를 기초로 예측 및 병합을 수행함으로써, 전송되는 스케일링 리스트 정보량을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 과제 해결 수단은 압축/복원되는 영상의 주관적 품질 향상에 기여할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 전체적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적응적 양자화 단위 선택부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 적응적 양자화부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 전체적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 영상의 분할된 영역에 대한 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 6은 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보에 대한 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 7은 스케일링 리스트 정보 내 복호화되는 블록에 대한 스캔 순서 및 스케일링 값의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 스케일링 리스트 정보 내 복호화되는 블록에 대한 스캔 순서 및 스케일링 값의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 차분 스케일링 리스트 정보 및 예측 스케일링 리스트 정보의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 스케일링 리스트 정보 간의 병합에 대한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
덧붙여, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시 예 및 분리된 실시 예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이하에서는, 본 발명에서 제안하는 영상 복호화 장치에 대해 도 1을 참고하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 전체적으로 도시한 블록도이다.
본 발명에서 제안하는 영상 부호화 장치는 적응적 양자화 단위 선택부(102), 변환부(103), 적응적 양자화부(104), 엔트로피 부호화부(105), 역 적응적 양자화부(106), 역 변환부(107), 화면 내 예측부(108), 화면 간 예측부(109), 루프 필터부(110), 및 복원 영상 버퍼(111)를 포함할 수 있다.
적응적 양자화 단위 선택부(102)는 입력된 영상(101)에 대한 시각적 인지 특성을 분석하여 적응적 양자화를 수행하는 영역을 분류하고, 스케일링 리스트 정보를 전송할 영상 분할 구조를 선택할 수 있다.
적응적 양자화부(104)는 예측 결과를 기초로 변환부(103)에서 변환된 차분 신호에 대하여 시각적 인지 특성을 분석할 수 있고, 시간적 혹은 공간적으로 인접한 영상 분할을 기준으로 스케일링 리스트 정보에 대한 참조 예측을 수행할 수 있다.
또한, 적응적 양자화부(104)는 예측을 수행한 스케일링 리스트 정보를 이용하여 변환 신호에 대한 적응적 양자화를 수행할 수 있고, 해당 정보들을 시간적 혹은 공간적으로 인접한 영상 분할과의 병합 여부를 결정할 수 있다.
화면 내 예측부(108) 및 화면 간 예측부(109)는 적응적 양자화 단위 선택부(102)에서 선택된 영상 분할 구조에 기초하여, 각각 화면 내 예측(Intra prediction) 및 화면 간 예측 모드(Inter prediction) 기반의 예측을 수행할 수 있다.
화면 간 예측부(109)는 루프 필터부(110)를 통해 복원 영상 버퍼(111)에 저장되어 있던 정보를 이용하여 화면간 예측 모드를 수행할 수 있다. 상술한 적응적 양자화부(104)로부터 출력된 양자화 변환 신호는 적응적 역양자화부(106) 및 역변환부(107)를 통해 적응적 역양자화 및 역변환되어, 화면 내 예측부(108) 또는 화면 간 예측부(109)로부터 출력된 예측 신호와 함께 루프 필터부(110)로 전달된다.
양자화 변환 신호 및 부호화 정보들은 엔트로피 부호화부(105)에 의해 비트스트림으로 출력된다.
도 2는 도 1에 도시된 적응적 양자화 단위 선택부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
상술한 적응적 양자화 단위 선택부는 인지 특성 분석부(210) 및 적응적 양자화 영역 분석부(220)를 포함할 수 있다.
인지 특성 분석부(210)는 입력된 영상에 대한 시각적 인지 특성을 분석할 수 있다.
구체적으로, 인지 특성 분석부(210)에서는 휘도 순응 현상 (Luminance adaptation effect), 대비 민감도 함수 현상 (Contrast sensitivity function effect), 대비 마스킹 현상 (Contrast masking effect) 등과 같은 시각적 인지 특성이 고려될 수 있다.
적응적 양자화 영역 분석부(220)는 분석된 시각적 인지 특성을 이용하여 영상 내 유사한 특성을 갖는 영역 또는 적응적으로 양자화될 영역을 분석 및 분류할 수 있다.
이와 같이 적응적 양자화 단위 선택부는 각 세부 구성들의 동작에 따라 영상 분할 구조를 결정할 수 있고, 이에 대한 스케일링 리스트 정보의 사용 여부를 설정할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 적응적 양자화부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
상술한 적응적 양자화부는 적응적 양자화 결정부(310), 적응적 양자화 정보 예측부(320), 적응적 양자화 수행부(330), 및 적응적 양자화 정보 병합부(340)를 포함할 수 있다.
적응적 양자화 결정부(310)는 현재 부호화하는 블록의 시각적 인지 특성을 고려하여 해당 블록의 적응적 양자화 여부를 결정할 수 있다.
적응적 양자화부(104)는 예측을 수행한 스케일링 리스트 정보를 이용하여 변환 신호에 대한 적응적 양자화를 수행할 수 있고, 해당 정보들을 시간적 혹은 공간적으로 인접한 영상 분할과의 병합 여부를 결정할 수 있다.
적응적 양자화 정보 예측부(320)는 적응적 양자화 결정된 블록은 적응적 양자화를 위한 스케일링 리스트 정보를 시간적 혹은 공간적으로 인접한 영상 분할로부터 예측을 수행할 수 있다.
적응적 양자화 수행부(330)는 변환 신호의 주파수 성분 별로 각기 다른 혹은 일부 다른 스케일링 값을 양자화 과정에 사용할 수 있다.
적응적 양자화 정보 병합부(340)는 해당 스케일링 리스트 정보를 시간적 혹은 공간적으로 인접한 영상 분할의 스케일링 리스트 정보와 병합 여부를 결정할 수 있다.
참고로, 영상 부호화 과정과 영상 복호화 과정은 많은 부분에서 서로 대응되므로, 이 기술 분야에 속한 기술자라면 영상 부호화 과정에 대한 설명을 참고하여 영상 복호화 과정을 쉽게 이해할 수 있고, 그 반대로도 가능할 것이다.
이하에서는 도 4 내지 도 10을 참고하여, 영상 복호화 장치 및 각 구성의 세부 동작에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 전체적으로 도시한 블록도이다.
본 발명에서 제안하는 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(401), 적응적 역양자화부(402), 역변환부(403), 움직임 보상부(404), 화면 내 예측부(405), 루프 필터부(406), 및 복원 영상 버퍼(407)를 포함할 수 있다.
엔트로피 복호화부(401)는 전송된 비트스트림을 입력 받아, 이에 대한 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다.
적응적 역양자화부(402)는 엔트로피 복호화부(401)에서 복호화된 정보 중 양자화 계수 및 해당 영상 분할에 해당하는 스케일링 리스트 정보를 이용하여 적응적으로 역양자화를 수행할 수 있다.
또한, 복호화되는 현재 블록이 화면간 예측 모드로 부호화된 경우 움직임 보상부(404)는 화면간 예측 모드 기반의 예측 신호를 생성하고, 현재 블록이 화면내 예측 모드로 부호화된 경우 화면 내 예측부(405)는 화면내 예측 모드 기반의 예측 신호를 생성할 수 있다. 이때, 복호화된 정보 중 예측 모드 정보에 따라 현재 블록이 어떤 예측 모드로 부호화된 것인지 구별할 수 있고, 움직임 보상부(404)는 복원 영상 버퍼(407)에 저장된 정보를 참조할 수 있다.
루프 필터부(406)는 입력되는 복원 신호에 대해 필터링을 수행하여 복원 영상 버퍼(407)로 전달하고, 복원 신호는 움직임 보상부(404) 또는 화면 내 예측부(405)를 통해 생성된 예측 신호와 역변환부(403)에서 출력된 잔차 신호를 합함으로써 획득될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 상술한 적응적 역양자화부 및 엔트로피 복호화부를 포함할 수 있다.
적응적 역양자화부는 영상의 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보 중 해당 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행할 수 있다.
도 5는 영상의 분할된 영역에 대한 다양한 예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 각각의 스케일링 리스트 정보는 영상의 분할된 영역마다 별도로 설정될 수 있는데, 영상의 분할은 도 5와 같이 다양하게 이루어질 수 있다. 상기 영역은 영상을 픽쳐(510), 슬라이스(520), 타일(530), 또는 쿼드-트리(540; Quad-tree) 중 어느 하나의 단위로 분할하여 생성된 것일 수 있다.
첫번째 도면을 참고하면, 영상은 픽쳐 단위로 분할되고, 픽쳐(510) 자체가 본 발명에서의 분할된 영역일 수 있다.
두번째 도면을 참고하면, 영상은 슬라이스 단위로 분할되고, 각 슬라이스(521, 522, 523)가 본 발명에서의 분할된 영역일 수 있다.
세번째 도면을 참고하면, 영상은 타일 단위로 분할되고, 각 타일(531, 532, 533)이 본 발명에서의 분할된 영역일 수 있다.
네번째 도면을 참고하면, 영상은 쿼드-트리 단위로 분할되고, 각각의 단위(541, 542, 543)가 본 발명에서의 분할된 영역일 수 있다.
도 6은 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보에 대한 다양한 예를 도시한 도면이다.
해당 영상(610)은 슬라이스 단위로 분할되고, 분할된 영역은 각각 슬라이스 0(611), 슬라이스 1(612), 및 슬라이스 2(613)로 표시되어 있다.
첫번째 도면을 참고하면, 분할된 영역은 각각 동일한 스케일링 리스트 정보인 ScalingList[0](620)으로 설정된다. 이 경우 스케일링 리스트 정보는 모두 동일하다.
두번째 도면을 참고하면, 분할된 영역 중 슬라이스 0(611) 및 슬라이스 2(613)는 각각 동일한 스케일링 리스트 정보인 ScalingList[0](620)으로 설정되고, 슬라이스 1(612)는 상이한 스케일링 리스트 정보인 ScalingList[1](630)로 설정된다. 이 경우 스케일링 리스트 정보는 일부는 동일하고, 일부는 상이하다.
세번째 도면을 참고하면, 분할된 영역 중 슬라이스 0(611)의 스케일링 리스트 정보는 ScalingList[0](620)으로 설정되고, 슬라이스 1(612)의 스케일링 리스트 정보는 ScalingList[1](630)로 설정되며, 슬라이스 2(613)의 스케일링 리스트 정보는 ScalingList[2](630)로 설정된다. 이 경우 스케일링 리스트 정보는 모두 상이하다.
이와 같이 적응적 역양자화부는 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 각각의 영역에 대한 역양자화를 적응적으로 수행할 수 있다.
또한, 이러한 스케일링 리스트 정보는 영상에 대한 시각적 인지 특성을 분석한 결과를 기초로 분할된 영역마다 별도로 설정되는 것일 수 있다. 이때, 시각적 인지 특성은 휘도 순응 현상, 대비 민감도 함수 현상, 및 대비 마스킹 현상 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
앞서 언급한 것처럼, 적응적 역양자화부는 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행할 수 있다.
적응적 역양자화부의 구체적인 동작은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 스케일링 리스트 정보 내 복호화되는 블록에 대한 스캔 순서 및 스케일링 값의 일 예를 도시한 도면이다.
적응적 역양자화부는 해당 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 역양자화를 적응적으로 수행할 수 있고, 위 스케일링 리스트 정보 내 스캔 순서에 따라 복호화되는 블록을 스캔할 수 있다.
여기서, 일 예에 따른 스케일링 값은 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 하위 블록마다 별도로 설정될 수 있다.
덧붙여, 복호화되는 블록을 이루는 각각의 하위 블록은 하나 이상의 화소 또는 주파수 성분을 의미할 수 있고, 이는 하위 블록의 크기 및 도메인에 따라 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 것처럼 가장 좌상단에 위치한 하위 블록은 16의 스케일링 값을 가지고, 가장 우하단에 위치한 하위 블록은 18의 스케일링 값을 가진다. 각 하위 블록은 기본적으로 16의 스케일링 값을 가질 수 있다. 일반적으로, 좌상단에 위치하는 하위 블록일수록 저주파수 특성이 나타나고, 우하단에 위치하는 하위 블록일수록 고주파수 특성이 나타난다는 점에 기초하여, 스케일링 리스트 정보(730) 내 스케일링 값은 하위 블록마다 별도로 설정될 수 있다.
또한, 일 예에 따른 스캔 순서는 래스터 순서 (Raster order; 710) 또는 Z-스캔 순서 (Z-scan order; 720)일 수 있다. 본 발명에서는 Z-스캔 순서가 바람직할 수 있다. 참고로, 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 기재된 0~15 숫자는 각 스캔 순서에 따를 때 스캔되는 블록의 순서를 나타낸다.
덧붙여, 복호화되는 블록은 4*4 크기 이외의 다른 크기일 수도 있다.
도 8은 스케일링 리스트 정보 내 복호화되는 블록에 대한 스캔 순서 및 스케일링 값의 다른 예를 도시한 도면이다.
적응적 역양자화부는 해당 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 역양자화를 적응적으로 수행할 수 있고, 위 스케일링 리스트 정보 내 스캔 순서에 따라 복호화되는 블록을 스캔할 수 있다.
여기서, 다른 예에 따른 스케일링 값은 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 2개 이상의 하위 블록을 포함하는 하위 블록 집합(밴드)마다 별도로 설정될 수 있다. 이때, 하위 블록 집합(밴드)의 개수는 가변적으로 결정될 수 있고, 스케일링 값은 하위 블록 집합(밴드)에 대한 주파수 특성을 기초로 하위 블록 집합(밴드)마다 별도로 설정될 수 있다.
또한, 일 예에 따른 스캔 순서는 하위 블록 집합(밴드)마다 별도로 설정되고, 각각 Z-스캔 순서를 따를 수 있다.
예를 들어, 하위 블록 집합에 대한 개념을 적용시키지 않은 스케일링 리스트 정보(811)는 16개의 하위 블록에 대해 각각 별도로 설정된 스케일링 값(16, 17, 18)을 포함한다. 또한, 복호화되는 블록(810)을 이루는 하위 블록에 기재된 0~15 숫자는 Z-스캔 순서에 따를 때 스캔되는 블록의 순서를 나타낸다.
또한, 2개의 하위 블록 집합을 적용시킨 스케일링 리스트 정보(821)는 좌상단에 위치한 6개의 하위 블록을 포함하는 제 1 하위 블록 집합에 대해 설정된 스케일링 값(16), 및 우하단에 위치한 10개의 하위 블록을 포함하는 제 2 하위 블록 집합에 대해 설정된 스케일링 값(17)을 포함한다. 또한, 복호화되는 블록(820)을 이루는 하위 블록에 기재된 0과 1 숫자는 Z-스캔 순서에 따를 때 스캔되는 블록의 순서를 나타낸다.
또한, 3개의 하위 블록 집합을 적용시킨 스케일링 리스트 정보(831)는 좌상단에 위치한 4개의 하위 블록을 포함하는 제 1 하위 블록 집합에 대해 설정된 스케일링 값(16), 중간에 위치한 6개의 하위 블록을 포함하는 제 2 하위 블록 집합에 대해 설정된 스케일링 값(17), 및 우하단에 위치한 6개의 하위 블록을 포함하는 제 3 하위 블록 집합에 대해 설정된 스케일링 값(18)을 포함한다. 또한, 복호화되는 블록(830)을 이루는 하위 블록에 기재된 0~2 숫자는 Z-스캔 순서에 따를 때 스캔되는 블록의 순서를 나타낸다.
또한, 4개의 하위 블록 집합을 적용시킨 스케일링 리스트 정보(841)는 좌상단에 위치한 4개의 하위 블록을 포함하는 제 1 하위 블록 집합에 대해 설정된 스케일링 값(16), 우상단에 위치한 4개의 하위 블록을 포함하는 제 2 하위 블록 집합 및 좌하단에 위치한 4개의 하위 블록을 포함하는 제 3 하위 블록 집합에 대해 각각 설정된 스케일링 값(17), 및 우하단에 위치한 4개의 하위 블록을 포함하는 제 4 하위 블록 집합에 대해 설정된 스케일링 값(18)을 포함한다. 또한, 복호화되는 블록(840)을 이루는 하위 블록에 기재된 0~3 숫자는 Z-스캔 순서에 따를 때 스캔되는 블록의 순서를 나타낸다.
덧붙여, 복호화되는 블록은 4*4 크기 이외의 다른 크기일 수도 있고, 그에 따라 하위 블록 집합의 크기도 달라질 수 있다.
나아가, 엔트로피 복호화부는 분할된 영역마다 별도로 생성된 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보를 비트스트림으로부터 추출할 수 있고, 추출된 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보는 적응적 역양자화부에 의해 이용될 수 있다.
이때, 예측 스케일링 리스트 정보는 복호화되는 블록과 시간적으로 대응되는 참조 영상 내 블록을 포함하는 제 1 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보와, 복호화되는 블록과 공간적으로 인접한 인접 블록을 포함하는 제 2 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 중에서 선택될 수 있다. 차분 스케일링 리스트 정보는 예측 스케일링 리스트 정보와 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 간의 차이로부터 생성될 수 있다.
도 9는 차분 스케일링 리스트 정보 및 예측 스케일링 리스트 정보의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 현재 영상(920) 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역(923)이 도시되어 있다. 또한, 복호화되는 블록과 시간적으로 대응되는 참조 영상(910) 내 블록을 포함하는 제 1 영역(913), 및 복호화되는 블록과 공간적으로 인접한 현재 영상(920) 내 인접 블록을 포함하는 제 2 영역(921, 922)이 도시되어 있다.
일 영역(923)에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보(960)는 ScalingListT[..][2](961)이고, 제 1 영역(913)에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보(930)는 ScalingListT -1[..][2](931)이며, 제 2 영역(921, 922)에 대하여 각각 설정된 스케일링 리스트 정보(940, 950)는 ScalingListT[..][0](941) 및 ScalingListT[..][1](951)이다.
예측 스케일링 리스트 정보는 ScalingListT -1[..][2](931), ScalingListT[..][0](941), 및 ScalingListT[..][1](951) 중 어느 하나로 선택기(970)에 의해 선택될 수 있고, 차분 스케일링 리스트 정보인 ScalingDiffListT[..][2](980)는 선택된 예측 스케일링 리스트 정보와 ScalingListT[..][2](961) 간의 차이로부터 생성될 수 있다. 이때, 선택기(970)는 가장 작은 오차를 가지는 것을 예측 스케일링 리스트 정보로 선택할 수 있다.
덧붙여, 도 9의 경우 일 예를 도시한 것이므로, 도면의 내용으로 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보가 한정되는 것은 아니다.
아울러, 엔트로피 복호화부는 스케일링 리스트 정보에 대한 병합 여부를 나타내는 플래그 정보를 비트스트림으로부터 추출할 수 있다. 이때, 병합 여부는 영상 내 소정의 영역의 위치에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 소정의 영역과 공간적으로 인접하는 인접 영역이 소정의 영역의 상측 또는 좌측에 존재하는 경우, 엔트로피 복호화부는 소정의 영역의 스케일링 리스트 정보에 대한 병합이 가능하다는 것을 나타내는 플래그 정보를 추출할 수 있다.
도 10은 스케일링 리스트 정보 간의 병합에 대한 일 예를 나타내는 도면이다.
영상 (1010)은 4개의 타일로 분할되고, 각각의 타일은 본 발명에서의 분할된 영역일 수 있다.
타일 0(1011)은 상측 또는 좌측으로부터 참조할 타일이 존재하지 않으므로, 병합이 이루어지지 않는다.
타일 1 (1012)은 좌측에 타일 0 (1011)이 위치하므로, 타일 0(1011)과의 스케일링 리스트 정보에 대한 병합 여부를 결정하고, 좌 병합 플래그인 merge_left_flag(1021)를 이용하여 병합 여부를 표현한다.
타일 2(1013)는 상측에 타일 0(1011)이 위치하므로, 타일 0(1011)과의 스케일링 리스트 정보에 대한 병합 여부를 결정하고, 상 병합 플래그인 merge_up_flag(1022)를 이용하여 병합 여부를 표현한다.
타일 3(1014)은 상측 및 좌측에 각각 타일 1(1012)과 타일 2(1013)가 위치하므로, 각각의 스케일링 리스트 정보에 대한 병합 여부를 결정하고, 좌 병합 플래그 및 상 병합 플래그를 이용하여 병합 여부를 표현한다.
참고로, 플래그 정보가 1이면 병합을 수행한다는 의미이고, 0이면 병합을 수행하지 않는다는 의미일 수 있으나, 반대로 설정될 수도 있다.
이처럼, 본 발명에서 제안되는 영상 부호화/복호화 장치는 압축/복원되는 영상의 주관적 품질 향상을 도모할 수 있고, 부호화/복호화시 전송되는 스케일링 리스트 정보량을 감소시킬 수 있어 효율 증대에 기여할 수 있다.
한편, 이하에서는 영상 복호화 방법에 대해 도 11을 참고하여 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이를 위하여 이미 상술한 영상 복호화 장치를 활용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 설명의 편의를 위해 영상 복호화 장치를 활용하여 영상을 복호화하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
우선, 본 발명에 따른 영상 복호화 방법에서는 비트스트림으로부터 영상의 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보를 추출한다(S1101).
계속해서, 추출된 스케일링 리스트 정보 중 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행한다(S1102).
각 단계에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
일 예에 따를 때, 추출하는 단계(S1101)는 분할된 영역마다 별도로 생성된 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보를 추출할 수 있다.
이러한 경우, 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보를 기초로 복호화되는 블록과 대응되는 예측 신호가 생성될 수 있다.
이때, 예측 스케일링 리스트 정보는 복호화되는 블록과 시간적으로 대응되는 참조 영상 내 블록에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보와, 복호화되는 블록과 공간적으로 인접한 인접 블록에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 중에서 선택된 것이며, 차분 스케일링 리스트 정보는 예측 스케일링 리스트 정보와 스케일링 리스트 정보 간의 차이로부터 생성된 것이다.
또한, 다른 예에 따를 때, 추출하는 단계(S1101)는 스케일링 리스트 정보에 대한 병합 여부를 나타내는 플래그 정보를 추출할 수도 있다.
이러한 경우, 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보가 다른 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보와 병합된 것인지 여부에 대하여 플래그 정보를 기초로 병합 여부가 판단될 수 있다.
이때, 병합 여부는 영상 내 소정의 영역의 위치에 따라 결정될 수 있다.
한편, 일 예에 따를 때, 역양자화를 수행하는 단계(S1102)는 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 역양자화를 수행할 수 있다.
이때, 스케일링 값은 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 하위 블록마다 별도로 설정될 수 있다.
또한, 다른 예에 따를 때, 역양자화를 수행하는 단계(S1102)는 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 역양자화를 수행할 수도 있다.
이때, 스케일링 값은 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 2개 이상의 하위 블록을 포함하는 하위 블록 집합마다 별도로 설정될 수 있고, 하위 블록 집합의 개수는 가변적으로 결정될 수 있다.
지금까지 설명한 것처럼, 본 발명에서 제안하는 영상 부호화/복호화 방법을 활용하면, 압축/복원되는 영상의 주관적 품질 향상을 도모할 수 있고, 부호화/복호화시 전송되는 스케일링 리스트 정보량을 감소시킬 수 있어 효율 증대에 기여할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4에서 도시된 각각의 구성요소는 일종의 '모듈'로 구성될 수 있다. 상기 '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
본 발명의 장치 및 방법은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
401: 엔트로피 복호화부 402: 적응적 역양자화부
403: 역변환부 404: 움직임 보상부
405: 화면 내 예측부 406: 루프 필터부
407: 복원 영상 버퍼

Claims (14)

  1. 영상 복호화 장치에 있어서,
    영상의 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보 중 상기 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 상기 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행하는 적응적 역양자화부를 포함하는 영상 복호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역마다 별도로 생성된 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보를 비트스트림으로부터 추출하는 엔트로피 복호화부를 더 포함하고,
    상기 예측 스케일링 리스트 정보는 상기 복호화되는 블록과 시간적으로 대응되는 참조 영상 내 블록을 포함하는 제 1 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보와, 상기 복호화되는 블록과 공간적으로 인접한 인접 블록을 포함하는 제 2 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 중에서 선택된 것이고,
    상기 차분 스케일링 리스트 정보는 상기 예측 스케일링 리스트 정보와 상기 스케일링 리스트 정보 간의 차이로부터 생성된 것인, 영상 복호화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역은 상기 영상을 픽쳐, 슬라이스, 타일, 또는 쿼드-트리 중 어느 하나의 단위로 분할하여 생성된 것인, 영상 복호화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일링 리스트 정보는 상기 영상에 대한 시각적 인지 특성을 분석한 결과를 기초로 상기 영역마다 별도로 설정되는 것인, 영상 복호화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시각적 인지 특성은 휘도 순응 현상, 대비 민감도 함수 현상, 및 대비 마스킹 현상 중 적어도 어느 하나를 포함하는 영상 복호화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일링 리스트 정보에 대한 병합 여부를 나타내는 플래그 정보를 비트스트림으로부터 추출하는 엔트로피 복호화부를 더 포함하고,
    상기 병합 여부는 상기 영상 내 소정의 영역의 위치에 따라 결정되는 영상 복호화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정의 영역과 공간적으로 인접하는 인접 영역이 상기 소정의 영역의 상측 또는 좌측에 존재하는 경우,
    상기 엔트로피 복호화부는 상기 소정의 영역의 스케일링 리스트 정보에 대한 병합이 가능하다는 것을 나타내는 플래그 정보를 추출하는 영상 복호화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적응적 역양자화부는
    상기 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 상기 역양자화를 수행하고,
    상기 스케일링 값은 상기 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 상기 하위 블록마다 별도로 설정되는 것인, 영상 복호화 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적응적 역양자화부는
    상기 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 상기 역양자화를 수행하고,
    상기 스케일링 값은 상기 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 2개 이상의 하위 블록을 포함하는 하위 블록 집합마다 별도로 설정되고,
    상기 하위 블록 집합의 개수는 가변적으로 결정되는 것인, 영상 복호화 장치.
  10. 영상 복호화 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 영상의 분할된 영역마다 별도로 설정된 스케일링 리스트 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 스케일링 리스트 정보 중 상기 영상 내 복호화되는 블록을 포함하는 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보를 이용하여 상기 복호화되는 블록에 대한 역양자화를 수행하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 추출하는 단계는 상기 영역마다 별도로 생성된 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보를 추출하고,
    상기 예측 스케일링 리스트 정보 및 차분 스케일링 리스트 정보를 기초로 상기 복호화되는 블록과 대응되는 예측 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 예측 스케일링 리스트 정보는 상기 복호화되는 블록과 시간적으로 대응되는 참조 영상 내 블록에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보와, 상기 복호화되는 블록과 공간적으로 인접한 인접 블록에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 중에서 선택된 것이며,
    상기 차분 스케일링 리스트 정보는 상기 예측 스케일링 리스트 정보와 상기 스케일링 리스트 정보 간의 차이로부터 생성된 것인, 영상 복호화 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 추출하는 단계는 상기 스케일링 리스트 정보에 대한 병합 여부를 나타내는 플래그 정보를 추출하고,
    상기 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보가 다른 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보와 병합된 것인지 여부에 대하여 상기 플래그 정보를 기초로 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 병합 여부는 상기 영상 내 소정의 영역의 위치에 따라 결정되는 영상 복호화 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 역양자화를 수행하는 단계는 상기 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 상기 역양자화를 수행하고,
    상기 스케일링 값은 상기 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 상기 하위 블록마다 별도로 설정되는 것인, 영상 복호화 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 역양자화를 수행하는 단계는 상기 일 영역에 대하여 설정된 스케일링 리스트 정보 내 스케일링 값을 이용하여 상기 역양자화를 수행하고,
    상기 스케일링 값은 상기 복호화되는 블록을 이루는 하위 블록에 대한 주파수 특성을 기초로 2개 이상의 하위 블록을 포함하는 하위 블록 집합마다 별도로 설정되고,
    상기 하위 블록 집합의 개수는 가변적으로 결정되는 것인, 영상 복호화 방법.
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