KR20170078683A - 샘플 단위 예측 부호화 장치 및 방법 - Google Patents

샘플 단위 예측 부호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.

Description

샘플 단위 예측 부호화 장치 및 방법
예측을 포함하는 비디오 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화 또는 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 비디오 컨텐트는 원신호와 예측신호를 뺀 레지듀얼 신호를 변환 및 양자화 함으로써 부호화된다. 이렇게 부호화된 비디오 컨텐트를 복호화함으로써 비디오 컨텐트를 재생할 수 있다.
비디오 컨텐트의 부호화 과정에서 원신호 및 예측신호의 차이에 해당하는 레지듀얼 신호를 변환 및 양자화 하여 비트스트림으로 전송하기 때문에, 효율적인 예측을 통해 레지듀얼 신호를 최소화할 필요가 있다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.
일 실시예에 따른 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 부호화단위의 개념을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 부호화단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 부호화단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 심도별 부호화단위 및 파티션을 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른, 부호화단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 심도별 부호화단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 일 실시예에 따른, 부호화단위, 예측단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 12는 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화단위, 예측단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 다시점 비디오 시스템을 나타낸다.
도 15는 다시점 비디오를 구성하는 텍스처 영상과 깊이 영상들을 예시한 도면이다.
도 18a는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 18b는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 또 다른 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 19는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
도 20은 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 도시한다.
도 21은 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제1 가중치를 도시한다.
도 22는 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제2 가중치를 도시한다.
도 23은 현재 블록의 수직 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
도 24는 현재 블록의 수평 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
도 25는 현재 블록의 가장 자리에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
도 26은 참조 샘플 패딩을 수행하는 동작을 도시한다.
도 27은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 28은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 29는 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 장치의 블락도를 도시한다.
도 30은 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 장치의 블락도를 도시한다. 도 31은 이미 복원된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 32는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
도 33은 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치하는 후보 샘플들을 도시한다.
도 34는 현재 샘플과 후보 샘플 사이의 거리에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 35는 후보 인접 샘플이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 36은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 37는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 38은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 또 다른 동작을 도시한다.
도 39는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 40은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 41은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 42 은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 43 은 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 44 는 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 45 및 24 는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 47 는 일 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 48 은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.
상기 제1 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 제1 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 제3 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제2 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 제2 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 제3 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 동일할 수 있다.
상기 제1 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고, 상기 제1 샘플은, 상기 제1 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제3 샘플에 대해 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고, 상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제1 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고, 상기 제5 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제2 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고, 상기 제2 샘플은, 상기 제3 샘플에 대해 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제2 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고, 상기 제4 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고, 상기 제5 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제3 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고, 상기 제3 샘플은, 상기 제3 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제3 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 획득되고, 상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제3 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고, 상기 제5 가중치는 상기 제2 참조 샘플 및 상기 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법이 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 장치가 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 단계를 포함하는 비디오 부호화 방법이 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 후보 선택부; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.
상기 후보 샘플들은 상기 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치할 수 있다.
상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값 및 상기 현재 샘플과 상기 각각의 후보 샘플들 사이의 거리에 기초하여 선택될 수 있다.
상기 후보 샘플이 상기 후보 인접 샘플에 인접하는 방향은 상기 현재 샘플이 상기 인접 샘플에 인접하는 방향과 동일할 수 있다.
상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값, 상기 현재 샘플과 상기 인접 샘플의 인접 방향, 및 상기 후보 샘플들과 상기 후보 인접 샘플들의 인접 방향에 기초하여 선택될 수 있다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 단계; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법이 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 후보 선택부; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 장치가 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 단계; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 방법이 개시된다.
발명의 실시를 위한 형태
이하, "영상"은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.
이하 "샘플"은, 영상의 샘플링 위치에 할당된 데이터로서 프로세싱 대상이 되는 데이터를 의미한다. 예를 들어, 공간영역의 영상에서 픽셀들이 샘플들일 수 있다.
이하 "레이어(layer) 영상"은 특정 시점 또는 동일 유형의 영상들을 나타낸다. 다시점 비디오에서 하나의 레이어 영상은 특정 시점에 입력된 칼라 영상들 또는 깊이 영상들을 나타낸다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다.
도 1 은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 '비디오 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.
부호화 단위 결정부(120)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 2의 자승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 최종 심도로 결정한다. 결정된 최종 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 최종 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 최종 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 최종 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 최종 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 최종 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 최종 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 최종 심도는, 다른 영역에 대한 최종 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 최종 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 부호화 단위가 분할된 파티션은, 부호화 단위 및 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위가 분할된 형태의 데이터 단위 및 부호화 단위와 동일한 크기의 데이터 단위를 포함할 수 있다. 예측의 기반이 되는 파티션은 '예측 단위'라 지칭될 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 모드는 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
심도별 분할 정보는, 심도뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 심도뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 모드, 예측 단위별 예측 모드, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 3 내지 13을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 분할정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 분할정보는, 심도 정보, 예측 단위의 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 분할 정보 등을 포함할 수 있다.
최종 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 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 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 분할정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 분할정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 심도 및 분할정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(130)는, 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 슬라이스 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 분할정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 최종 심도 및 분할정보를 추출한다. 추출된 최종 심도 및 분할정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보는, 하나 이상의 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 심도별 분할정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 분할 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보는, 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 심도 및 분할정보다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 심도 및 분할정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 심도 및 분할정보가 기록되어 있다면, 동일한 심도 및 분할정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 모드, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 모드 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 심도다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 모드, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다.
도 3a를 참조하여 전술한 영상 복호화 장치(30)는, 수신된 제1 레이어 영상스트림 및 제2 레이어 영상스트림을 복호화하여 제1 레이어 영상들 및 제2 레이어 영상들을 복원하기 위해, 비디오 복호화 장치(200)를 시점 개수만큼 포함할 수 있다.
제1 레이어 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(200)의 영상데이터 복호화부(230)는, 추출부(220)에 의해 제1 레이어 영상스트림으로부터 추출된 제1 레이어 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 영상데이터 복호화부(230)는 제1 레이어 영상들의 샘플들의 트리 구조에 따른 부호화 단위들마다, 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 제1 레이어 영상들을 복원할 수 있다.
제2 레이어 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(200)의 영상데이터 복호화부(230)는, 추출부(220)에 의해 제2 레이어 영상스트림으로부터 추출된 제2 레이어 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 영상데이터 복호화부(230)는, 제2 레이어 영상들의 샘플들의 부호화 단위들마다 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 제2 레이어 영상들을 복원할 수 있다.
추출부(220)는, 제1 레이어 영상과 제2 레이어 영상 간의 휘도 차를 보상하기 위해 휘도 오차와 관련된 정보를 비트스트림으로부터 획득할 수 있다. 다만, 부호화 단위의 부호화 모드에 따라 휘도 수행 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 예측 단위에 대해서만 휘도보상이 수행될 수 있다.
결국, 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 분할정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
도 3 은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 3에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 수행한다. 즉, 인트라 예측부(420)는 현재 영상(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위별로 인트라 예측을 수행하고, 인터 예측부(415)는 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측단위별로 현재 영상(405) 및 복원 픽처 버퍼(410)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다. 현재 영상(405)은 최대부호화 단위로 분할된 후 순차적으로 인코딩이 수행될 수 있다. 이때, 최대 부호화 단위가 트리 구조로 분할될 부호화 단위에 대해 인코딩을 수행될 수 있다.
인트라 예측부(420) 또는 인터 예측부(415)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터를 현재 영상(405)의 인코딩되는 부호화 단위에 대한 데이터로부터 빼줌으로써 레지듀 데이터를 생성하고, 레지듀 데이터는 변환부(425) 및 양자화부(430)를 거쳐 변환 단위별로 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(445), 역변환부(450)을 통해 공간 영역의 레지듀 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 레지듀 데이터는 인트라 예측부(420) 또는 인터 예측부(415)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 더해짐으로써 현재 영상(405)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(455) 및 SAO 수행부(460)를 거쳐 복원 영상으로 생성된다. 생성된 복원 영상은 복원 픽쳐 버퍼(410)에 저장된다. 복원 픽처 버퍼(410)에 저장된 복원 영상들은 다른 영상의 인터예측을 위한 참조 영상으로 이용될 수 있다. 변환부(425) 및 양자화부(430)에서 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(435)를 거쳐 비트스트림(440)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)가 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인터 예측부(415), 인트라 예측부(420), 변환부(425), 양자화부(430), 엔트로피 부호화부(435), 역양자화부(445), 역변환부(450), 디블로킹부(455) 및 SAO 수행부(460)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행할 수 있다.
특히, 인트라 예측부(420)및 인터예측부(415) 는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 모드 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(425)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 쿼드 트리에 따른 변환 단위의 분할 여부를 결정할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 블록도를 도시한다.
엔트로피 복호화부(515)는 비트스트림(505)으로부터 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화 정보를 파싱한다. 부호화된 영상 데이터는 양자화된 변환계수로서, 역양자화부(520) 및 역변환부(525)는 양자화된 변환 계수로부터 레지듀 데이터를 복원한다.
인트라 예측부(540)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 인트라 예측을 수행한다. 인터 예측부(535)는 현재 영상 중 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 복원 픽처 버퍼(530)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다.
인트라 예측부(540) 또는 인터 예측부(535)를 거친 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 레지듀 데이터가 더해짐으로써 현재 영상(405)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터가 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(545) 및 SAO 수행부(550)를 거쳐 복원 영상(560)으로 출력될 수 있다. 또한, 복원 픽쳐 버퍼(530)에 저장된 복원 영상들은 참조 영상으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 픽처 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 엔트로피 복호화부(515) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
영상 복호화부(500)가 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 엔트로피 복호화부(515), 역양자화부(520), 역변환부(525), 인트라 예측부(540), 인터 예측부(535), 디블로킹부(545) 및 SAO 수행부(550)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행할 수 있다.
특히, 인트라 예측부(540)및 인터 예측부(535)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위마다 파티션 모드 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(525)는 부호화 단위마다 쿼드 트리구조에 따른 변환단위의 분할 여부를 결정할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 3인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 심도 및 파티션 모드로 선택될 수 있다.
도 7 은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 분할정보로서, 각각의 심도의 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 모드에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 모드에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 모드에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인터 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 9 는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 모드(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(916), N_0xN_0 크기의 파티션 모드(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 모드는 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 모드마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 모드(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 모드(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 모드의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 모드(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 모드(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 모드(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 모드(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 모드(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 부호화 단위는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(998)을 포함할 수 있다.
파티션 모드 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 모드가 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 모드는 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 심도를 결정하고, 해당 파티션 모드 및 예측 모드가 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 심도로 결정될 수 있다. 심도, 및 예측 단위의 파티션 모드 및 예측 모드는 분할정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 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 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 분할정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 10, 11 및 12는 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 모드며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 모드, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 모드다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다. 부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) 분할 정보 1
예측 모드 파티션 모드 변환 단위 크기 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화
인트라 인터스킵(2Nx2N만) 대칭형 파티션 모드 비대칭형 파티션 모드 변환 단위 분할 정보 0 변환 단위 분할 정보 1
2Nx2N2NxNNx2NNxN 2NxnU2NxnDnLx2NnRx2N 2Nx2N NxN(대칭형 파티션 모드)N/2xN/2(비대칭형 파티션 모드)
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 심도이므로, 심도에 대해서 파티션 모드 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 모드에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 모드 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 모드 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 모드 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 모드 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 모드 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 모드 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 모드가 대칭형 파티션 모드이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 모드이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 13은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 모드 정보는, 파티션 모드 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 모드에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 파티션 모드 정보가 대칭형 파티션 모드 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 모드 정보가 비대칭형 파티션 모드 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
도 13을 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 1 내지 13을 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
도 14은 일 실시예에 따른 다시점 비디오 시스템을 나타낸다.
다시점 비디오 시스템(10)은 두 대 이상의 다시점 카메라들(11)을 통해 획득된 다시점 비디오 영상과, 깊이 카메라(14)를 통해 획득된 다시점 영상의 깊이 영상 및 다시점 카메라들(11)과 관련된 카메라 파라미터 정보들을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 다시점 비디오 부호화 장치(12) 및 비트스트림을 복호화하고 복호화된 다시점 비디오 프레임을 시청자의 요구에 따라 다양한 형태로 제공하는 다시점 비디오 복호화 장치(13)를 포함한다.
다시점 카메라(11)는 서로 다른 시점을 갖는 복수 개의 카메라들을 결합하여 구성되며 매 프레임마다 다시점 비디오 영상을 제공한다. 이하의 설명에서 YUV, YCbCr 등과 같이 소정 칼라 포맷에 따라서 각 시점별로 획득된 칼라 영상은 텍스처(texture) 영상으로 지칭될 수 있다.
깊이 카메라(14)는 장면의 깊이 정보를 256단계의 8비트 영상 등으로 표현한 깊이 영상(depth image)을 제공한다. 깊이 영상의 한 픽셀을 표현하기 위한 비트수는 8비트가 아니라 변경될 수 있다. 깊이 카메라(14)는 적외선 등을 이용하여 카메라로부터 피사체 및 배경까지의 거리를 측정하여 거리에 비례 또는 반비례하는 값을 갖는 깊이 영상을 제공할 수 있다. 이와 같이 하나의 시점의 영상은 텍스처 영상과 깊이 영상을 포함한다.
다시점 비디오 부호화 장치(12)에서 다시점의 텍스처 영상과 대응되는 깊이 영상을 부호화하여 전송하면, 다시점 비디오 복호화 장치(13)는 비트스트림에 구비된 다시점의 텍스처 영상과 깊이 영상을 이용하여 기존의 스테레오 영상이나 3차원 영상을 통해 입체감을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 시청자가 원하는 소정 시점의 3차원 영상을 합성하여 제공할 수 있다. 다시점 비디오 데이터의 비트스트림에는 데이터 패킷에 깊이 영상에 대한 정보도 포함되었는지 여부를 나타내기 위한 정보, 각 데이터 패킷이 텍스쳐 영상에 대한 것인지 아니면 깊이 영상에 대한 것인지 영상 유형을 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 수신측의 하드웨어 성능에 따라서, 다시점 비디오 복호화 장치(13)는 다시점 비디오를 복원하는데 깊이 영상을 이용하는 경우 수신된 깊이 영상을 이용하여 다시점 비디오를 복호화하며, 수신측의 하드웨어가 다시점 비디오를 지원하지 않아서 깊이 영상을 활용할 수 없는 경우에는 깊이 영상과 관련되어 수신된 데이터 패킷을 폐기할 수 있다. 이와 같이, 수신측에서 다시점 비디오 복호화 장치(13)가 다시점 영상을 디스플레이할 수 없는 경우, 다시점 영상 중 어느 한 시점의 영상을 2차원 영상(2D 영상)으로 디스플레이할 수 있다.
다시점 비디오 데이터는 시점의 개수에 비례하여 부호화되는 데이터량이 증가하며, 또한 입체감을 구현하기 위한 깊이 영상도 부호화되어야 하기 때문에, 도 14에 도시된 바와 같은 다시점 비디오 시스템을 구현하기 위해서는 방대한 양의 다시점 비디오 데이터가 효율적으로 압축될 필요가 있다.
도 15는 다시점 비디오를 구성하는 텍스처 영상과 깊이 영상들을 예시한 도면이다.
도 15에서는, 제 1 시점(view 0)의 텍스처 픽처 v0(21), 제 1 시점(view 0)의 텍스처 픽처 v0(21)에 대응되는 깊이 영상 픽처 d0(24), 제 2 시점(view 1)의 텍스처 픽처 v1(22), 제 2 시점(view 1)의 텍스처 픽처 v1(22)에 대응되는 깊이 영상 픽처 d1(25), 제 3 시점(view 2)의 텍스처 픽처 v2(23) 및 제 3 시점(view 2)의 텍스처 픽처 v2(23)에 대응되는 깊이 영상 픽처 d2(26)을 도시한다. 도 15에서는 3개의 시점(view 0, view 1, view 2)에서의 다시점의 텍스처 픽처들 (v0, v1, v2)(21, 22, 23) 및 대응되는 깊이 영상들(d0, d1, d2)(24, 25, 26)을 도시하였으나, 시점의 개수는 이에 한정되지 않고 변경될 수 있다. 다시점의 텍스처 픽처들(v0, v1, v2)(21, 22, 23) 및 대응되는 깊이 영상들(d0, d1, d2)(24, 25, 26)은 모두 동일 시간에 획득되어 동일한 POC(picture order count)를 갖는 픽처들이다. 이하의 설명에서 다시점의 텍스처 픽처들(v0, v1, v2)(21, 22, 23) 및 대응되는 깊이 영상 픽처들(d0, d1, d2)(24, 25, 26)과 같이 동일한 n(n은 정수)의 POC값을 갖는 픽처 그룹(1500)을 nth 픽처 그룹으로 지칭될 수 있다. 동일 POC를 갖는 픽처 그룹은 하나의 액세스 단위(access unit)을 구성할 수 있다. 액세스 단위의 부호화 순서는 반드시 영상의 캡쳐 순서(획득 순서)나 디스플레이 순서와 동일할 필요는 없으며, 액세스 단위의 부호화 순서는 참조 관계를 고려하여 캡쳐 순서나 디스플레이 순서와 다를 수 있다.
각 시점의 텍스처 영상과 깊이 영상의 시점을 특정하기 위하여, 시점 순서 인덱스(view order index)인 시점 식별자(ViewId)가 이용될 수 있다. 동일 시점의 텍스처 영상과 깊이 영상은 동일한 시점 식별자를 갖는다. 시점 식별자는 부호화 순서를 결정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어서, 다시점 비디오 부호화 장치(12)는 시점 식별자가 작은값부터 큰 값의 순서로 다시점 비디오를 부호화할 수 있다. 즉, 다시점 비디오 부호화 장치(12)는 ViewId가 0인 텍스쳐 영상과 깊이 영상을 부호화한 다음, ViewId가 1인 텍스처 영상과 깊이 영상을 부호화할 수 있다. 이와 같이 시점 식별자를 기준으로 부호화 순서를 결정하는 경우, 다시점 비디오 복호화 장치(13)는 에러가 발생하기 쉬운 환경에서 시점 식별자를 이용하여 수신된 데이터의 에러 발생 여부를 식별할 수 있다. 다만, 시점 식별자의 크기 순서에 의존하지 않고, 각 시점 영상의 부호화/복호화 순서는 변경될 수 있다.
이하, 도 16 내지 도 41을 참조하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화/복호화 장치 및 비디오 부호화/복호화 방법에 대해 설명한다.
구체적으로, 도 16 내지 도 28을 참조하여 이미 예측된 인접 샘플에 기초한 현재 샘플의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 인트라 예측 부호화/복호화 방법에 대해 설명하고, 도 29 내지 도 41을 참조하여 이미 복원된 샘플에 기초한 현재 샘플의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 인트라 예측 부호화/복호화 방법에 대해 설명한다.
도 16은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 부호화 장치(1600)는 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(1600)는 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 부호화 장치(1600)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 부호화 장치(1600)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)가 제어될 수도 있다.
비디오 부호화 장치(1600)는 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(1600)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 부호화 장치(1600)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 예측을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(1600)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 부호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(1600) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 부호화 장치(1600)는 도 1의 비디오 부호화 장치(100)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(1610)는 최대 부호화 단위 분할부(110) 및 부호화 단위 결정부(120)에 포함될 수 있고, 예측부(1620)는 인트라 예측부(420)에 포함될 수 있고, 부호화부(1630)는 변환부(425), 양자화부(130) 및 엔트로피 부호화부(435)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 4와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(1610)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
구체적으로, 블록은 부호화 단위의 최대 크기를 결정하기 위한 부호화 단위의 크기 정보에 기초하여 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위가 될 수 있다. 트리 구조의 부호화 단위들을 포함하는 최대 부호화 단위는, 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit), 코딩 블록 트리(Coding Block Tree), 블록 트리, 루트 블록 트리(Root Block Tree), 코딩 트리, 코딩 루트 또는 트리 트렁크(Tree Trunk) 등으로 다양하게 명명되기도 한다.
또는, 블록은 부호화 단위의 분할 여부를 나타내는 부호화 단위 분할 정보에 기초하여, 최대 부호화 단위로부터 분할된 부호화 단위가 될 수 있다.
또는, 블록은 최종 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위로부터 분할된 예측 단위가 될 수 있다. 예를 들어, 블록은 파티션 모드에 기초하여, 최종 심도의 부호화 단위 및 최종 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 제1 예측 단위 및 제2 예측 단위를 포함할 수 있다. 예측 단위는 최종 심도의 부호화 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 최종 심도의 부호화 단위와 동일한 크기를 가질 수 있다. 파티션 모드는 부호화 단위로부터 분할된 적어도 하나의 예측 단위의 형태를 지시할 수 있다. 예를 들어, 분할부(1610)는 파티션 모드가 2NXN을 지시할 때, 2NX2N의 크기를 갖는 최종 심도의 부호화 단위를, 2NXN 의 크기를 갖는 두 개의 예측 단위로 분할할 수 있다.
또는 블록은 최종 심도의 부호화 단위로부터 분할된 변환 단위가 될 수 있다. 예를 들어, 블록은 변환 단위 분할 정보에 기초하여 변환 단위로부터 쿼드 트리 구조로 분할된 변환 단위가 될 수 있다.
블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다.
예측부(1620)는 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(1620)는 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플을 예측할 수 있다.
부호화부(1630)는 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 부호화부(1630)는 현재 샘플의 원본값과 예측부(1620)에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다.
도 17은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 복호화 장치(1700)는 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(1700)는 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 복호화 장치(1700)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 복호화 장치(1700)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)가 제어될 수도 있다.
비디오 복호화 장치(1700)는 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(1700)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 복호화 장치(1700)는, 비디오 복호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 필터링을 포함한 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 복호화 장치(1700)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 복호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 복호화 장치(1700) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 복호화 장치(1700)가 도 2의 비디오 복호화 장치(200)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(1710)는 수신부(210)에 포함될 수 있고, 예측부(1720) 및 복호화부(1730)는 영상 데이터 복호화부(230)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 2와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(1710)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
예측부(1720)는 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(1720)는 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플을 예측할 수 있다.
복호화부(1730)는 영상을 복호화한다. 구체적으로, 복호화부(1730)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 예측부(1720)에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다.
도 18a는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
예측부(1620, 1720)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)에 인접하고 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들(A1, A2, A3) 중 적어도 하나에 기초하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
현재 샘플의 인접 샘플들 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 적어도 하나의 인접 샘플은 현재 블록(1800)의 예측 방향 및 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 위치에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 현재 샘플(C)은 현재 샘플(C)의 좌측에 인접하는 A1 샘플의 예측값, 현재 샘플(C)의 상측에 인접하는 A2 샘플의 예측값 및 현재 샘플(C)의 좌상측에 인접하는 A3 샘플의 예측값에 기초하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 수학식 1에 기초하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
Figure pct00001
수학식 1에서 pDest[i, j]는 현재 블록 내 i행 j열 샘플을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 18a의 현재 샘플(C), A1 샘플, A2 샘플 및 A3 샘플은 각각 pDest[1,1], pDest[0,1], pDest[1,0], pDest[0,0]에 해당할 수 있다. wL, wA, 및 wAL은 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 의미할 수 있다. 상기 가중치에 대해서는 이하 도 21, 도 22, 및 도 23을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, shift 및 offset은 상기 가중치를 보상하기 위한 파라미터에 해당할 수 있다. H는 현재 블록(1800)의 높이(height)를 의미하고, W는 현재 블록(1800)의 너비(width)를 의미할 수 있다.
현재 샘플이 현재 블록(1800)의 경계에 위치하는 경우, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 샘플은 현재 블록(1800)의 참조 샘플(1810)이 될 수 있다. 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복원 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)의 경계에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, A3 샘플은 A3 샘플의 좌측에 인접하는 R1 참조 샘플의 복원값, A3 샘플의 상측에 인접하는 R2 참조 샘플의 복원값 및 A3 샘플의 좌상측에 인접하는 R3 참조 샘플의 복원값에 기초하여 예측될 수 있다.
참조 샘플(1810)이 이용 가능하지 않은 경우, 예측부(1620, 1720)는 참조 샘플 패딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 이용 가능하지 않은 참조 샘플에 가장 가까운 이용 가능한 참조 샘플을 이용하여 이용 가능하지 않은 참조 샘플을 채울 수 있다. 또 다른 예로, 모든 참조 샘플이 이용 가능하지 않은 경우, 예측부(1620, 1720)는 표현 가능한 밝기 값 범위의 중간 값으로 모든 참조 샘플을 채울 수 있다. 또 다른 예로, 예측부(1620, 1720)는 수학식 2에 기초하여 참조 샘플 패딩을 수행할 수 있다.
Figure pct00002
수학식 2에서 pSrc[i, j]는 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 샘플을 의미할 수 있다. pDest[i, -1]은 현재 블록(1800)의 상측에 인접하는 참조 샘플들을 의미할 수 있고, pDest[-1, j]은 현재 블록(1800)의 좌측에 인접하는 참조 샘플들을 의미할 수 있고, pDest[-1, -1]은 현재 블록(1800)의 좌상측에 인접하는 참조 샘플을 의미할 수 있다. 예를 들어, R1 참조 샘플, R2 참조 샘플 및 R3 참조 샘플은 각각 pDest[-1,0], pDest[0, -1], 및 pDest[-1, -1]에 해당할 수 있다. 또한, f[m]은 필터 함수에 해당하고, m은 필터 계수를 지시하는 인덱스에 해당할 수 있다. 따라서, 현재 블록(1800)의 참조 샘플(1810)은 이전 블록에 포함되는 적어도 하나의 샘플의 복원값을 필터링하여 채워질 수 있다. f[m] 필터 함수의 특성은 영상의 특성에 기반하여 상이해질 수 있으며, 예를 들어, f[m] 필터 함수는 로우 패스 필터, 하이 패스 필터, 밴드 필터 등에 해당할 수 있다. 또한, R3 참조 샘플은 R3 참조 샘플에 가장 가까운 R1 참조 샘플 및 R2 참조 샘플의 평균값으로 채워질 수 있다.
같은 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하면, 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있으며, 부호화/복호화의 성능이 향상될 수 있다.
도 18b는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 또 다른 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
예측부(1620, 1720)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)에 인접하고 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들(A1, A2, A3, A8) 중 적어도 하나에 기초하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
현재 샘플의 인접 샘플들 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 적어도 하나의 인접 샘플은 현재 블록(1800)의 예측 방향 및 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 위치에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 18b에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 현재 샘플(C)은 현재 샘플(C)의 좌측에 인접하는 A1 샘플의 예측값, 현재 샘플(C)의 상측에 인접하는 A2 샘플의 예측값 및 현재 샘플(C)의 좌상측에 인접하는 A3 샘플의 예측값 및 현재 샘플(C)의 우상측에 인접하는 A8 샘플의 예측값에 기초하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 수학식 3에 기초하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
Figure pct00003
수학식 3에서 pDest[i, j]는 현재 블록 내 i행 j열 샘플을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 18b의 현재 샘플(C), A1 샘플, A2 샘플, A3 샘플 및 A8 샘플은 각각 pDest[1,1], pDest[0,1], pDest[1,0], pDest[0,0], pDest[0,2]에 해당할 수 있다. wL, wA, wAL1, 및 wAL2는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 의미할 수 있다. 상기 가중치에 대해서는 이하 도 21, 도 22, 및 도 23을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, shift 및 offset은 상기 가중치를 보상하기 위한 파라미터에 해당할 수 있다. H는 현재 블록(1800)의 높이(height)를 의미하고, W는 현재 블록(1800)의 너비(width)를 의미할 수 있다.
현재 샘플이 현재 블록(1800)의 경계에 위치하는 경우, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 샘플은 현재 블록(1800)의 참조 샘플(1810)이 될 수 있다. 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복원 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)의 경계에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, A3 샘플은 A3 샘플의 좌측에 인접하는 R1 참조 샘플의 복원값, A3 샘플의 상측에 인접하는 R2 참조 샘플의 복원값, A3 샘플의 좌상측에 인접하는 R3 참조 샘플의 복원값, 및 A3 샘플의 우상측에 인접하는 R4 참조 샘플의 복원값에 기초하여 예측될 수 있다.
도 19는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
전술한 바와 같이, 현재 샘플(C)은 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다. 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)이란 현재 샘플(C)에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플(A1, A4), 현재 샘플(C)에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플(A2, A5)과 같이 현재 샘플(C)에 가장 가까운 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들은 현재 샘플(C)에 대해 좌상측에 인접하는 샘플(A3), 우하측에 인접하는 샘플(A6), 좌하측에 인접하는 샘플(A7) 및 우상측에 인접하는 샘플(A8)과 같이 현재 샘플(C)에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플을 포함할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 위치에 기초하여 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 및 현재 블록(1800) 밖의 현재 블록(1800)의 참조 샘플들(1950) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 샘플을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)이 4X4 크기의 현재 블록(1800)의 경계에 위치하지 않는 경우, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내에 위치하는 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 좌하측 인접 샘플(A7) 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 현재 샘플(C)이 A3 샘플과 같이 현재 블록(1800)의 경계에 위치하는 경우, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800)의 참조 샘플들(1950) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 참조 샘플을 이용한 예측에 대해서는, 이하 도 23 내지 도 26을 참조하여 상세히 설명한다.
예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내 예측 순서에 기초하여, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 현재 샘플(C)의 예측 순서보다 예측 순서가 앞선 샘플을 이용하여 현재 샘플(C)이 예측될 수 있기 때문에, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플은 현재 블록 내 예측 순서에 따라 상이해 질 수 있다.
예를 들어, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최상측 행(i=0)부터 최하측 행(i=3)까지 순서대로 수평 방향 예측(1910)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최좌측 열(j=0)부터 최우측 열(j=3)까지 순서대로 수직 방향 예측(1920)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최좌상측 샘플(A3)부터 최우하측 샘플(E)까지 순서대로 좌하측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최우하측 샘플(S)부터 최좌상측 샘플(A3)까지 순서대로 우상측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플의 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
현재 블록(1800)의 예측 방향은 도 19 수평 방향 예측(1910), 수직 방향 예측(1920) 좌하측 대각선 방향 예측(1930), 우상측 대각선 방향 예측(1940)에 한정되지 않으며, 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 샘플 또한, 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 위치 현재 블록(1800)의 현재 블록(1800)의 예측 방향에 기초하여 달라질 수 있다.
도 20은 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 도시한다.
예측부(1620, 1720)는 인접 샘플에 대해 가중치가 적용된 값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 인접 샘플에 대해 기설정된 가중치를 적용하여 현재 샘플을 예측할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)에 가로 방향으로 인접하는 샘플 및 현재 샘플(C)에 세로 방향으로 인접하는 샘플에 동일한 가중치를 적용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 상기 인접 샘플에 적용되는 가중치를 결정할 수 있다. 현재 샘플(C)에 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치와 현재 샘플(C)에 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치는 서로 독립적일 수 있다. 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내의 세로 방향 그라디언트(gradient)를 획득하고, 획득된 세로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)에 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치를 결정할 수 있다. 여기서, 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800) 내 샘플들이 세로 방향으로 일관성을 갖는지를 수치화한 지수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내에 세로 방향으로 서로 인접하는 샘플들의 차이값을 이용하여 현재 블록(1800) 내 세로 방향 그라디언트를 획득할 수 있다. 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내의 가로 방향 그라디언트(gradient)를 획득하고, 획득된 가로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)에 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치를 결정할 수 있다. 여기서, 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800) 내 샘플들이 가로 방향으로 일관성을 갖는지를 수치화한 지수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내에 가로 방향으로 서로 인접하는 샘플들의 차이값을 이용하여 현재 블록(1800) 내 가로 방향 그라디언트를 획득할 수 있다. 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트 및 가로 방향 그라디언트에 관해서는 이하 도 21 내지 도 22를 참조하여 상세히 설명한다.
예를 들어, 현재 블록(1800)에 대해 수평 방향 예측(1910), 수직 방향 예측(1920) 또는 좌하측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)에 대해 제1 가중치(wA(C))가 적용된 값, 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2)에 대해 제2 가중치(wL(C))가 적용된 값, 및 좌상측 샘플(A3)에 대해 제3 가중치(wAL(C))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 기설정된 제1 가중치(wA(C)), 제2 가중치(wL(C)), 및 제3 가중치(wAL(C))를 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 수학식 1의 제1 가중치(wA(C)) 및 제2 가중치(wL(C)) 및 제3 가중치(wAL(C))를 수학식 4에 기초하여 설정할 수 있다.
Figure pct00004
수학식 4에서, shift는 수학식 1의 shift와 동일하고, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3)에 적용된 가중치를 보상하기 위한 파라미터가 될 수 있다. 구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 제1 가중치(wA(C)) 및 제2 가중치(wL(C))를 동일한 값으로 기설정하고, 제3 가중치(wAL(C))를 제1 가중치(wL(C)), 제2 가중치(wA(C)) 및 가중치 보상 파라미터(shift)에 기초하여 설정할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 제1 가중치(wA(C)), 제2 가중치(wL(C)), 제3 가중치(wAL(C))를 설정할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 수학식 5의 제1 가중치(wA(C)) 및 제2 가중치(wL(C)) 및 제3 가중치(wAL(C))를 수학식 5에 기초하여 설정할 수 있다.
Figure pct00005
구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)에 대해 적용되는 제1 가중치(wA(C))를 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 결정할 수 있다. 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트 값이 높을 수록 현재 블록(1800) 내 샘플들의 세로 방향 일관성이 작아지므로, 가로 방향 가중치인 제1 가중치(wA(C))의 값이 커질 수 있다. 또한, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 상측 샘플(A2)에 대해 적용되는 제2 가중치(wL(C))를 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 결정할 수 있다. 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트 값이 높을수록 현재 블록(1800) 내 샘플들의 가로 방향 일관성이 작아지므로, 세로 방향 가중치인 제2 가중치(wL(C))의 값이 커질 수 있다. 수학식 5에서, shift는 수학식 1의 shift와 동일하고, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3)에 적용된 가중치를 보상하기 위한 파라미터가 될 수 있다. 또한, 예측부(1620, 1720)는 제3 가중치(wAL(C))를 제1 가중치(wL(C)), 제2 가중치(wA(C)) 및 가중치 보상 파라미터(shift)에 기초하여 설정할 수 있다.
수학식 3와 같이, 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 현재 샘플(C)에 대해 대각선 방향으로 인접하는 복수 개의 대각선 인접 샘플들(A3, A8)이 이용되는 경우, 예측부()는 동일한 가중치를 대각선 인접 샘플들(A3, A8)에 적용할 수 있다. 예를 들어, 현재 샘플(C)에 대해 좌상측 대각선 방향으로 인접하는 A3 샘플에 적용되는 wAL1 가중치와, 현재 샘플(C)에 대해 우상측 대각선 방향으로 인접하는 A8 샘플에 적용되는 wAL2 가중치는 동일한 값으로 설정될 수 있다.
도 21은 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제1 가중치를 도시한다.
제1 가중치(wA(C))는 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플(C)에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플(A1)과 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플(A3) 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)에 기초하여 세로 방향 그라디언트를 획득하고, 획득된 세로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)에 적용되는 제1 가중치(wA(C))를 획득할 수 있다. 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트가 증가할수록 제1 가중치(wA(C))는 증가할 수 있다.
현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들을 이용하여 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트가 획득될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라, 세로 방향 그라디언트는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1) 및 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 차이, 좌측 인접 샘플(A1) 및 좌하측 인접 샘플(A7) 사이의 차이, 상측 인접 샘플(A2) 및 하측 인접 샘플(A5) 사이의 차이, 우측 인접 샘플(A4) 및 우상측 인접 샘플(A8) 사이의 차이, 또는 우측 인접 샘플(A4) 및 우하측 인접 샘플(A6) 사이의 차이의 값이 될 수 있다.
도 22는 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제2 가중치를 도시한다.
제2 가중치(wL(C))는 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플(C)에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플(A2)과 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플(A3) 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)에 기초하여 가로 방향 그라디언트를 획득하고, 획득된 가로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2)에 적용되는 제2 가중치(wL(C))를 획득할 수 있다. 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트가 증가할수록 제2 가중치(wL(C))는 증가할 수 있다.
현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들을 이용하여 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트가 획득될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라, 가로 방향 그라디언트는 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2) 및 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 차이, 상측 인접 샘플(A2) 및 우상측 인접 샘플(A8)의 차이, 좌측 인접 샘플(A1) 및 우측 인접 샘플(A4)의 차이, 좌하측 인접 샘플(A7) 및 하측 인접 샘플(A5)의 차이, 또는 하측 인접 샘플(A5) 및 우하측 인접 샘플(A6)의 차이의 값이 될 수 있다.
도 23은 현재 블록의 수직 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
현재 블록(1800)의 수직 경계(2310)에 위치하는 샘플은 현재 블록(1800)의 수직 경계(2310)에 인접하는 적어도 하나의 참조 샘플(2310)을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800)의 수직 경계(2310)에 위치하는 샘플은 상기 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 적어도 하나의 참조 샘플(2310)에 가중치가 적용된 값을 이용하여 예측될 수 있다.
예를 들어, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)(이하, A1 샘플이라 한다)이 현재 블록(1800)의 좌측 수직 경계(2310)에 위치하는 경우, A1 샘플은 A1 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제1 참조 샘플(R1)(이하, R1 샘플이라 한다)에 제4 가중치(wA(A1))가 적용된 값 및 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A3)(이하, A3 샘플이라 한다)에 대해 제5 가중치(wL(A1))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다.
여기서, 제4 가중치(wA(A1))는 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제4 가중치(wA(A1))는 A1 샘플에 대해 좌상측에 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제2 참조 샘플(R2)(이하, R2 샘플이라 한다) 및 R1 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 제5 가중치(wL(A1))는 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제5 가중치(wL(A1))는 A3 샘플 및 R2 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 예측부(1620, 1720)는 제4 가중치(wA(A1)) 및 제5 가중치(wL(A1))에 기초하여 제6 가중치(wAL(A1))를 결정하고, R2 샘플에 제6 가중치(wAL(A1))가 적용된 값을 이용하여 A1 샘플을 예측할 수 있다.
도 24는 현재 블록의 수평 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
현재 블록(1800)의 수평 경계(2420)에 위치하는 샘플은 현재 블록(1800)의 수평 경계(2420)에 인접하는 적어도 하나의 참조 샘플(2410)을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800)의 수평 경계(2420)에 위치하는 샘플은 상기 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 적어도 하나의 참조 샘플(2410)에 가중치가 적용된 값을 이용하여 예측될 수 있다.
예를 들어, 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2)(이하, A2 샘플이라 한다)이 현재 블록(1800)의 상측 수평 경계(2420)에 위치하는 경우, A2 샘플은 A2 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제1 참조 샘플(R1)(이하, R1 샘플이라 한다)에 제4 가중치(wA(A2))가 적용된 값 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)(이하, A3 샘플이라 한다)에 대해 제5 가중치(wL(A2))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다.
여기서, 제4 가중치(wA(A2))는 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제4 가중치(wA(A2))는 A2 샘플에 대해 좌상측에 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제2 참조 샘플(R2)(이하, R2 샘플이라 한다) 및 R1 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 제5 가중치(wL(A2))는 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제5 가중치(wL(A2))는 R1 샘플 및 R2 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 예측부(1620, 1720)는 제4 가중치(wA(A2)) 및 제5 가중치(wL(A2))에 기초하여 제6 가중치(wAL(A2))를 결정하고, R2 샘플에 제6 가중치(wAL(A))가 적용된 값을 이용하여 A2 샘플을 예측할 수 있다.
도 25는 현재 블록의 가장 자리에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
현재 블록(1800)의 가장 자리에 위치하는 샘플은 현재 블록(1800)의 수평 경계(2420) 또는 수직 경계(2310)에 인접하는 적어도 하나의 참조 샘플(2510)을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800)의 가장 자리에 위치하는 샘플은 상기 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하거나 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 적어도 하나의 참조 샘플(2510)에 가중치가 적용된 값을 이용하여 예측될 수 있다.
예를 들어, 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)(이하, A3 샘플이라 한다)이 현재 블록(1800)의 상측 수평 경계(2420) 및 좌측 수직 경계(2310)가 만나는 가장 자리에 위치하는 경우, A3 샘플은 A3 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제1 참조 샘플(R1)(이하, R1 샘플이라 한다) 제4 가중치(wA(A3))가 적용된 값 및 A3 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제2 참조 샘플(R2)(이하, R2 샘플이라 한다)에 대해 제5 가중치(wL(A3))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다.
여기서, 제4 가중치(wA(A3))는 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제4 가중치(wA(A3))는 A3 샘플에 대해 좌상측에 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제3 참조 샘플(R3)(이하, R3 샘플이라 한다) 및 R1 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 제5 가중치(wL(A3))는 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제5 가중치(wL(A3))는 R1 샘플 및 R3 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 예측부(1620, 1720)는 제4 가중치(wA(A3)) 및 제5 가중치(wL(A3))에 기초하여 제6 가중치(wAL(A3))를 결정하고, R3 샘플에 제6 가중치(wAL(A))가 적용된 값을 이용하여 A3 샘플을 예측할 수 있다.
도 26은 참조 샘플 패딩을 수행하는 동작을 도시한다.
도 18a를 통해 전술한 바와 같이, 참조 샘플이 이용 가능하지 않은 경우, 예측부(1620, 1720)는 참조 샘플 패딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(1800)의 상측 수평 경계(2420) 및 좌측 수직 경계(2310)가 만나는 가장 자리에 인접하는 R3 참조 샘플(이하, R3 참조 샘플이라 한다)이 이용 가능하지 않은 경우, R3 참조 샘플은 R3 참조 샘플에 가장 가까운 R1 참조 샘플 및 R2 참조 샘플의 평균값으로 채워질 수 있다.
도 27은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
2710 단계에서, 비디오 부호화 방법(2700)은 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다. 2710 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(1600)의 분할부(1610)에 의해 수행될 수 있다.
2720 단계에서, 비디오 부호화 방법(2700)은 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플이 예측될 수 있다. 2720 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(1600)의 예측부(1620)에 의해 수행될 수 있다.
2730 단계에서, 비디오 부호화 방법(2700)은 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 비디오 부호화 방법(2700)은 현재 샘플의 원본값과 2730 단계에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다. 2730 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(1600)의 부호화부(1630)에 의해 수행될 수 있다.
도 28은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
2810 단계에서, 비디오 복호화 방법(2800)은 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다. 2810 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(1700)의 분할부(1710)에 의해 수행될 수 있다.
2820 단계에서, 비디오 복호화 방법(2800)은 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플이 예측될 수 있다. 2820 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(1700)의 예측부(1720)에 의해 수행될 수 있다.
2830 단계에서, 비디오 복호화 방법(2800)은 영상을 복호화한다. 구체적으로, 비디오 복호호 방법은 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 2820 단계에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다. 2830 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(1700)의 복호화부(1730)에 의해 수행될 수 있다.
도 29는 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 부호화 장치(2900)는 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(2900)는 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 부호화 장치(2900)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 부호화 장치(2900)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)가 제어될 수도 있다.
비디오 부호화 장치(2900)는 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(2900)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 부호화 장치(2900)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 예측을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(2900)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 부호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(2900) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 부호화 장치(2900)는 도 1의 비디오 부호화 장치(100)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(2910)는 최대 부호화 단위 분할부(110) 및 부호화 단위 결정부(120)에 포함될 수 있고, 후보 선택부(2920) 및 예측부(2930)는 인트라 예측부(420)에 포함될 수 있고, 부호화부(2940)는 변환부(425), 양자화부(130) 및 엔트로피 부호화부(435)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 4와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(2910)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다.
후보 선택부(2920)는 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 후보 선택부(2920)는 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다.
예측부(2930)는 후보 선택부(2920)에 의해 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(2930)는 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다.
부호화부(2940)는 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 부호화부(2940)는 현재 샘플의 원본값과 예측부(2930)에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다.
도 30은 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 복호화 장치(3000)는 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(3000)는 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 복호화 장치(3000)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 복호화 장치(3000)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)가 제어될 수도 있다.
비디오 복호화 장치(3000)는 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(3000)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 복호화 장치(3000)는, 비디오 복호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 예측을 포함한 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 복호화 장치(3000)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 복호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 복호화 장치(3000) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 복호화 장치(3000)가 도 2의 비디오 복호화 장치(200)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(3010)는 수신부(210)에 포함될 수 있고, 예측부(3030), 후보 선택부(3020) 및 복호화부(3040)는 영상 데이터 복호화부(230)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 2와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(3010)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다.
후보 선택부(3020)는 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 후보 선택부(3020)는 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다.
예측부(3030)는 후보 선택부(3020)에 의해 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(3030)는 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다.
복호화부(3040)는 영상을 복호화한다. 구체적으로, 복호화부(3040)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 예측부(3030)에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다.
도 31은 이미 복원된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3100) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고, 현재 샘플(C)에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플(A)을 선택할 수 있다.
현재 샘플(C)의 인접 샘플들 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 선택되는 적어도 하나의 인접 샘플은 현재 블록(3100)의 예측 방향에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 8X8 크기의 현재 블록(3100)에서 최상측 행(i=0)부터 최하측 행(i=7)까지 순서대로 수평 방향 예측(3110)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들 중에서 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 샘플로 선택될 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3100)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함되는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서, 인접 샘플(A)과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플(C1A)에 인접하는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
부호화 장치(2900)에서 현재 샘플(C)의 후보 샘플들(C1, C2, C3)은 현재 블록(3100)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함되는 모든 샘플들을 포함할 수 있다. 또는, 부호화 장치(2900)에서 현재 샘플(C)의 후보 샘플들(C1, C2, C3)은 현재 블록(3100)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함되는 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정 거리 내에 위치하는 샘플들을 포함할 수 있다. 상기 거리는 현재 블록(3100)의 크기 및 영상 내 현재 블록(3100)의 위치에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(3100)의 크기가 클 수록, 상기 거리는 증가할 수 있고, 영상 내에서 현재 블록(3100)의 복호화 순서가 다른 블록들보다 늦을 수록 상기 거리는 증가할 수 있다.
부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 계산하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 가장 작은 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 여기서, 하나의 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트란 상기 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 비유사성을 수치화한 지수를 의미할 수 있다. 따라서, 부호화 장치(2900)의 예측부(2930)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플에 대해 가장 낮은 코스트를 갖고, 현재 샘플(C)과 가장 유사한 제1 후보 샘플(C1)을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예를 들어, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 제1 후보 샘플(C1)에 인접하는 적어도 하나의 후보 인접 샘플(C1A)과 현재 샘플(C)에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플(A) 사이의 차이에 기초하여 획득될 수 있다. 제1 후보 샘플(C1)의 후보 인접 샘플(C1A)과 현재 샘플(C)의 인접 샘플(A) 사이의 차이가 작을수록, 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다.
또한, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 현재 샘플(C)과 제1 후보 샘플(C1) 사이의 거리, 후보 인접 샘플(C1A)이 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향 및 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 중 적어도 하나에 기초하여 보정될 수 있다. 구체적으로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 짧을수록 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다. 반면에, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 멀수록 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 비유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 커질 수 있다. 또한, 후보 인접 샘플(C1A)이 제1 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하면, 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다. 반면에, 제1 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으면, 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 비유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 커질 수 있다.
예를 들어, 하나의 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 코스트는 수학식 6에 기초하여 획득될 수 있다.
Figure pct00006
수학식 6에서, pTemplateCand[y]란 영상 내 ic 행, jc 열에 위치하는 후보 샘플 Candidate[ic, jc]에 인접하는 후보 인접 샘플을 의미할 수 있다. 후보 인접 샘플은 후보 샘플과 같이 현재 블록(3100)보다 먼저 복호화된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함될 수 있다. 후보 인접 샘플 pTemplateCand[y]의 인덱스 y는 후보 인접 샘플이 후보 샘플에 대해 인접하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, y=1 일 때 후보 인접 샘플은 후보 샘플의 좌측에 인접할 수 있고, y = 2 일때 후보 인접 샘플은 후보 샘플의 상측에 인접할 수 있고, y = 3 일 때 후보 인접 샘플은 후보 샘플의 좌상측에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 31과 같이 C1 후보 샘플의 좌측 후보 인접 샘플 C1A의 y 인덱스는 1이 될 수 있고, C2 후보 샘플의 상측 후보 인접 샘플 C2A의 y 인덱스는 2가 될 수 있고, C3 후보 샘플의 좌상측 후보 인접 샘플 C3A의 y 인덱스는 3이 될 수 있다.
수학식 6에서, pTemplate[x]란 영상 내 ip 행, jp 열에 위치하는 현재 샘플 Pred[ip, jp]에 인접하는 후보 샘플을 의미할 수 있다. 인접 샘플 pTemplate[x]의 인덱스 x는 인접 샘플이 현재 샘플에 대해 인접하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, x=1 일 때 인접 샘플은 현재 샘플의 좌측에 인접할 수 있고, x = 2 일때 인접 샘플은 현재 샘플의 상측에 인접할 수 있고, x = 3 일 때 인접 샘플은 현재 샘플의 좌상측에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 31과 같이 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플 A의 x 인덱스는 1이 될 수 있다.
부호화 장치(2900)는 복호화 장치(3000)의 연산량을 줄이기 위하여, 부호화 장치(2900)는 복호화 장치(3000)에게 후보 샘플에 대한 정보를 전송할 수 있다.
예를 들어, 부호화 장치(2900)는 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)에 대해 최소의 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 지시하는 정보를 부호화하여 복호화 장치(3000)에게 전송할 수 있다. 부호화 장치(2900)가 복호화 장치(3000)에게 제1 후보 샘플(C1)을 지시하는 정보를 전송하는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 현재 샘플(C)에 대한 후보 샘플들((C1, C2, C3))의 코스트를 계산할 필요 없이, 수신된 정보에 기초하여 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
또 다른 예로, 부호화 장치(2900)는 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)에 대해 임계값 이하의 코스트를 갖는 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 지시하는 후보 샘플 리스트를 부호화하여 복호화 장치(3000)에게 전송할 수 있다. 부호화 장치(2900)가 복호화 장치(3000)에게 후보 샘플 리스트를 전송하는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 후보 샘플 리스트에 포함된 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다. 구체적으로, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 후보 샘플 리스트에 포함된 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 선택된 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
또 다른 예로, 부호화 장치(2900)는 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택하기 위한 소정의 거리를 부호화하여 복호화 장치(3000)에게 전송할 수 있다. 부호화 장치(2900)가 복호화 장치(3000)에게 상기 소정의 거리를 전송하는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 수신된 소정의 거리에 기초하여 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 선택된 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택하기 위한 소정의 거리가 현재 블록(3100)의 크기에 기초하여 결정되는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 블록(3100)의 크기 정보 또는 현재 블록(3100)의 분할 정보에 기초하여 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 블록(3100)의 크기 정보 또는 현재 블록(3100)의 분할 정보에 기초하여 상기 소정의 거리를 획득할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 선택된 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
같은 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하면, 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있으며, 부호화/복호화의 성능이 향상될 수 있다.
도 32는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
전술한 바와 같이, 후보 샘플들 중 제1 후보 샘플을 선택하기 위하여 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 적어도 하나의 인접 샘플이 선택될 수 있다. 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)이란 현재 샘플(C)에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플(A1, A4), 현재 샘플(C)에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플(A2, A5)과 같이 현재 샘플(C)에 가장 가까운 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들은 현재 샘플(C)에 대해 좌상측에 인접하는 샘플(A3), 우하측에 인접하는 샘플(A6), 좌하측에 인접하는 샘플(A7) 및 우상측에 인접하는 샘플(A8)과 같이 현재 샘플(C)에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플을 포함할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 샘플(C)의 위치에 기초하여 현재 블록(3200) 내 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 및 현재 블록(3200) 밖의 현재 블록(3200)의 참조 샘플들(3250) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 샘플을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 32에 도시된 바와 같이 현재 블록(3200) 내 현재 샘플(C)이 4X4 크기의 현재 블록(3200)의 경계에 위치하지 않는 경우, 후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3200) 내에 위치하는 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 좌하측 인접 샘플(A7) 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 현재 샘플(C)이 A3 샘플과 같이 현재 블록(3200)의 경계에 위치하는 경우, 후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3200)의 참조 샘플들(3250) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3200) 내 예측 순서에 기초하여, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 현재 샘플(C)의 예측 순서보다 예측 순서가 앞선 샘플을 이용하여 현재 샘플(C)이 예측될 수 있기 때문에, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플은 현재 블록 내 예측 순서에 따라 상이해 질 수 있다.
예를 들어, 4x4 크기의 현재 블록(3200)에서 최상측 행(i=0)부터 최하측 행(i=3)까지 순서대로 수평 방향 예측(3210)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(3200)에서 최좌측 열(j=0)부터 최우측 열(j=3)까지 순서대로 수직 방향 예측(3220)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(3230)에서 최좌상측 샘플(A3)부터 최우하측 샘플(E)까지 순서대로 좌하측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(3240)에서 최우하측 샘플(S)부터 최좌상측 샘플(A3)까지 순서대로 우상측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플의 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
현재 블록(3200)의 예측 방향은 도 19 수평 방향 예측(1910), 수직 방향 예측(1920) 좌하측 대각선 방향 예측(1930), 우상측 대각선 방향 예측(1940)에 한정되지 않으며, 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 샘플 또한, 현재 블록(3200) 내 현재 샘플(C)의 위치 현재 블록(3200)의 현재 블록(3200)의 예측 방향에 기초하여 달라질 수 있다.
도 33은 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치하는 후보 샘플들을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3300)보다 먼저 복호화된 적어도 하나의 이전 블록(3310, 3320, 3330)에 포함되는 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리(d1) 내에 위치하는 후보 샘플들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 현재 샘플(C)을 중심으로 소정 거리(d1)에 해당하는 반지름을 갖는 원(3340)에 포함되는 샘플들이 후보 샘플들이 될 수 있다.
영상 내 샘플들 중 후보 샘플들을 한정하기 위한 소정의 거리(d1)는 현재 블록(3300)의 크기 및 영상 내 현재 블록(3300)의 복호화 순서에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(3300)의 크기가 클수록, 더 많은 후보 샘플들이 필요하므로 상기 거리(d1)가 증가할 수 있다. 또 다른 예로, 영상 내에서 현재 블록(3300)의 복호화 순서가 느릴수록, 참조할 수 있는 샘플들이 많아지므로, 상기 거리(d1)가 증가할 수 있다.
도 34는 현재 샘플과 후보 샘플 사이의 거리에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 샘플(C)에 인접하는 인접 샘플(A)과 후보 샘플들(C1, C2, C3)에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A) 사이의 차이값 및 현재 샘플(C)과 각각의 후보 샘플들(C1, C2, C3) 사이의 거리에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)과 인접 샘플(A) 사이의 코스트를 획득하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 보정된 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
예를 들어, 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 짧을수록 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다. 반면에, 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 멀수록 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 커질 수 있다.
도 31에 도시된 바와 같이, 현재 샘플(C)과 제3 후보 샘플(C3) 사이의 거리(dc3)가 현재 샘플(C)과 제1 후보 샘플(C1) 사이의 거리(dc1)보다 길고 현재 샘플(C)과 제2 후보 샘플(C2) 사이의 거리(dc2)보다 짧은 경우, 현재 샘플(C)과 C3 후보 샘플 사이의 코스트가 증가하는 양은 현재 샘플(C)과 C1 후보 샘플 사이의 코스트가 증가하는 양보다 크고 현재 샘플(C)과 C2 후보 샘플 사이의 코스트가 증가하는 양보다 작을 수 있다.
도 35는 후보 인접 샘플이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 샘플에 인접하는 인접 샘플(A)과 후보 샘플들(C1, C2, C3)에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값, 현재 샘플(C)과 인접 샘플(A)의 인접 방향, 및 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)의 인접 방향에 기초하여 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)과 인접 샘플(A) 사이의 코스트를 획득하고, 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)이 후보 샘플들(C1, C2, C3)에 인접하는 방향 및 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정할 수 있다.
예를 들어, 후보 인접 샘플(C1A)이 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하면, 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 alpha 만큼 작아질 수 있다. 반면에, 후보 인접 샘플(C2A, C3A)이 후보 샘플(C2, C3)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으면, 후보 샘플(C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 alpha 만큼 커질 수 있다.
도 36은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3600) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고, 현재 샘플(C)에 인접하는 복수 개의 인접 샘플들(A1,A2)을 선택할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3600)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3620, 3630, 3640)에 포함되는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서, 복수 개의 인접 샘플들(A1, A2)과 가장 가까운 값을 갖는 복수 개의 후보 인접 샘플들(C1A1, C1A2)에 인접하는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 계산하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 가장 작은 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 하나의 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 코스트는 수학식 7에 기초하여 획득될 수 있다.
Figure pct00007
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C1A2 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C1 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, C1A2 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C2A5 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C2 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향, C2A5 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A1 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C3A3 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C3 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3A1 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향, C3A3 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
여기서, 현재 샘플에 대해 가로로 인접하는 A1 인접 샘플에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3600)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 여기서, 현재 샘플의 좌측 인접 샘플(A)에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3600)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또한, 현재 샘플에 대해 세로로 인접하는 A2 인접 샘플에 대한 w2 가중치는 도 22을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3600)의 가로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또는, w1 가중치와 w2 가중치는 동일한 값으로 기설정 될 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플에 대해 최소의 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택하고, 예측부(2930, 3030)는 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
도 37는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플 및 C1A2 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플 및 C2A5 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A1 후보 인접 샘플 및 C3A3 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
예를 들어, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 보정되는 코스트의 범위는 -n*alpha 이상 +n*alpha 이하가 될 수 있다. 구체적으로, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하면, 코스트의 보정값은 -n*alpha가 될 수 있다. 반면에, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으면, 코스트의 보정값은 +n*alpha가 될 수 있다.
예를 들어, C1A2 후보 인접 샘플 및 C1A2 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하므로, C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 -2*alpha 가 될 수 있다.
또한, C2A4 후보 인접 샘플 및 C2A5 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으므로, C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 +2*alpha 가 될 수 있다.
또한, C3A1 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하는 반면, C3A3 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으므로, C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 alpha-alpha=0이 될 수 있다.
도 38은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 또 다른 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고, 현재 샘플(C)에 인접하는 복수 개의 인접 샘플들(A1, A2, A3)을 선택할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3800)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3820, 3830, 3840)에 포함되는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서, 복수 개의 인접 샘플들(A1, A2, A3)과 가장 가까운 값을 갖는 복수 개의 후보 인접 샘플들(C1A1, C1A2, C1A3)에 인접하는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 계산하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 가장 작은 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 하나의 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 코스트는 수학식 8에 기초하여 획득될 수 있다.
Figure pct00008
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C1A2 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값, 및 C1A3 후보 인접 샘플과 A3 인접 샘플 사이의 차이에 w3 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C1 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, C1A2 후보 인접 샘플, C1A2 후보 인접 샘플 및 C1A3 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플, A2 인접 샘플, 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C2A5 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값, 및 C2A6 후보 인접 샘플과 A3 인접 샘플 사이의 차이에 w3 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C2 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플, C2A5 후보 인접 샘플 및 C2A6 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플, A2 인접 샘플, 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A4 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C3A2 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값, 및 C3A8 후보 인접 샘플과 A3 인접 샘플 사이의 차이에 w3 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C3 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3A2 후보 인접 샘플, C3A4 후보 인접 샘플, 및 C3A8 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플, A2 인접 샘플, 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
여기서, 현재 샘플에 대해 가로로 인접하는 A1 인접 샘플에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3800)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 여기서, 현재 샘플의 좌측 인접 샘플(A)에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3800)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또한, 현재 샘플에 대해 세로로 인접하는 A2 인접 샘플에 대한 w2 가중치는 도 22을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3800)의 가로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또는, w1 가중치와 w2 가중치는 동일한 값으로 기설정 될 수 있다. 또한, w3 가중치는 w1 가중치 및 w2 가중치에 기초하여 설정될 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플에 대해 최소의 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택하고, 예측부(2930, 3030)는 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
도 39는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플, C1A2 후보 인접 샘플, 및 C1A3 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플, C2A5 후보 인접 샘플 및 C2A6 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A2 후보 인접 샘플 및 C3A4 후보 인접 샘플 및 C3A8 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
예를 들어, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 보정되는 코스트의 범위는 -n*alpha 이상 +n*alpha 이하가 될 수 있다. 구체적으로, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하면, 코스트의 보정값은 -n*alpha가 될 수 있다. 반면에, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으면, 코스트의 보정값은 +n*alpha가 될 수 있다.
예를 들어, C1A1 후보 인접 샘플, C1A2 후보 인접 샘플, 및 C1A3 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하므로, C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 -3*alpha 가 될 수 있다.
또한, C2A4 후보 인접 샘플, C2A5 후보 인접 샘플 및 C2A6 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으므로, C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 +3*alpha 가 될 수 있다.
또한, C3A2 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하는 반면, C3A4 후보 인접 샘플 및 C3A8 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으므로, C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 2alpha-alpha=alpha이 될 수 있다.
도 40은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
4010 단계에서 비디오 부호화 방법(4000)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 4010 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 분할부(2910)에서 수행될 수 있다.
4020 단계에서, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다. 4020 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)에서 수행될 수 있다.
4030 단계에서, 비디오 부호화 방법(4000)은 후보 4020 단계에서 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다. 4030 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 예측부(2930)에서 수행될 수 있다.
4040 단계에서, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 샘플의 원본값과 4020 단계에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다. 4040 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 변환부(2940)에서 수행될 수 있다.
도 41은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
4110 단계에서 비디오 복호화 방법(4100)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 4110 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 분할부(3010)에서 수행될 수 있다.
4120 단계에서, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다. 4120 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)에서 수행될 수 있다.
4130 단계에서, 비디오 복호화 방법(4100)은 후보 4120 단계에서 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다. 4130 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)에서 수행될 수 있다.
4140 단계에서, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 비디오 복호화 방법(4100)은 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 예측부(3030)에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다. 4140 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 변환부(3041)에서 수행될 수 있다.
도 16 내지 도 41을 통해 전술한 샘플 단위 예측을 수행할 수 있는 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있으며, 부호화/복호화의 성능이 향상될 수 있다.
한편, 상술한 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
설명의 편의를 위해 앞서 도 1 내지 41을 참조하여 전술된 영상 부호화 방법 및/또는 비디오 부호화 방법은, '비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1 내지 41을 참조하여 전술된 영상 복호화 방법 및/또는 비디오 복호화 방법은 '비디오 복호화 방법'으로 지칭한다
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다.
도 42 는 다양한 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 44를 참조하여 후술된다.
도 43은 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램을 디스크(26000)에 저장할 수 있다. 디스크(26000)에 저장된 프로그램을 컴퓨터 시스템(26700)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26800)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26700)에게로 전송될 수 있다.
도 42 및 21에서 예시된 디스크(26000) 뿐만 아니라, 메모리 카드, 롬 카세트, SSD(Solid State Drive)에도 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다.
도 44 는 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)(11000)의 전체적 구조를 도시한다. 통신시스템의 서비스 영역은 소정 크기의 셀들로 분할되고, 각 셀에 베이스 스테이션이 되는 무선 기지국(11700, 11800, 11800, 12000)이 설치된다.
컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11800, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 46에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11800, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.
비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.
비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11800) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다.
카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD , 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다.
클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다.
컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다.
도 45 및 24를 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다.
도 45은, 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰(12500)의 외부 구조를 도시한다. 휴대폰(12500)은 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분의 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트폰일 수 있다.
휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12310)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12420)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12420)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12420)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12310)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12310)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다.
도 46 는 휴대폰(12500)의 내부 구조를 도시한다. 디스플레이화면(12420) 및 동작 패널(12540)로 구성된 휴대폰(12500)의 각 파트를 조직적으로 제어하기 위해, 전력공급회로(12700), 동작입력제어부(12640), 영상부호화부(12720), 카메라 인터페이스(12630), LCD제어부(12620), 영상복호화부(12690), 멀티플렉서/디멀티플렉서(multiplexer/demultiplexer)(12680), 기록/판독부(12670), 변조/복조(modulation/demodulation)부(12660) 및 음향처리부(12650)가, 동기화 버스(12730)를 통해 중앙제어부(12710)에 연결된다.
사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다.
휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 영상 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다.
예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다.
데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12310)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12310)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12420)에 곧바로 디스플레이될 수 있다.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12310)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12310)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다.
다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다.
휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다.
데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다.
안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 비디오 복호화 방법을 이용하여, 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원된 비디오 데이터를 생성하고, 복원된 비디오 데이터를 LCD제어부(1262)를 거쳐 디스플레이화면(1252)에게 복원된 비디오 데이터를 제공할 수 있다.
이에 따라 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 비디오 데이터가 디스플레이화면(1252)에서 디스플레이될 수 있다. 이와 동시에 음향처리부(1265)도 오디오 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환하고, 아날로그 음향 신호를 스피커(1258)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일에 포함된 오디오 데이터도 스피커(1258)에서 재생될 수 있다.
휴대폰(1250) 또는 다른 형태의 통신단말기는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.
일 실시예에 따른 통신시스템은 도 46를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 47는 다양한 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다. 도 47의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하여, 위성 또는 지상파 네트워크를 통해 전송되는 디지털 방송을 수신할 수 있다.
구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다.
재생장치(12830)에서 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다.
위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.
적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다.
비디오 신호는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에 의해 부호화되어 저장매체에 기록되어 저장될 수 있다. 구체적으로 보면, DVD 레코더에 의해 영상 신호가 DVD디스크(12960)에 저장되거나, 하드디스크 레코더(12950)에 의해 하드디스크에 영상 신호가 저장될 수 있다. 다른 예로, 비디오 신호는 SD카드(12970)에 저장될 수도 있다. 하드디스크 레코더(12950)가 일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 48의 카메라(12310), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 48의 카메라(12310), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.
도 48은 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 시스템은, 사용자 단말기의 요청에 따라 인터넷과 같은 정보 통신망을 통해 컴퓨팅 자원의 온 디맨드 아웃소싱 서비스를 제공한다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서, 서비스 제공자는 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 데이터 센터의 컴퓨팅 자원를 가상화 기술로 통합하여 사용자들에게 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스 사용자는 어플리케이션(Application), 스토리지(Storage), 운영체제(OS), 보안(Security) 등의 컴퓨팅 자원을 각 사용자 소유의 단말에 설치하여 사용하는 것이 아니라, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 서비스를 원하는 시점에 원하는 만큼 골라서 사용할 수 있다.
특정 서비스 사용자의 사용자 단말기는 인터넷 및 이동통신망을 포함하는 정보통신망을 통해 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)에 접속한다. 사용자 단말기들은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)로부터 클라우드 컴퓨팅 서비스 특히, 동영상 재생 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자 단말기는 데스트탑 PC(14300), 스마트TV(14400), 스마트폰(14500), 노트북(14600), PMP(Portable Multimedia Player)(14700), 태블릿 PC(14800) 등, 인터넷 접속이 가능한 모든 전자 기기가 될 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 클라우드 망에 분산되어 있는 다수의 컴퓨팅 자원(14200)을 통합하여 사용자 단말기에게 제공할 수 있다. 다수의 컴퓨팅 자원(14200)은 여러가지 데이터 서비스를 포함하며, 사용자 단말기로부터 업로드된 데이터를 포함할 수 있다. 이런 식으로 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 여러 곳에 분산되어 있는 동영상 데이터베이스를 가상화 기술로 통합하여 사용자 단말기가 요구하는 서비스를 제공한다.
사용자 DB(14100)에는 클라우드 컴퓨팅 서비스에 가입되어 있는 사용자 정보가 저장된다. 여기서, 사용자 정보는 로그인 정보와, 주소, 이름 등 개인 신용 정보를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 정보는 동영상의 인덱스(Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 인덱스는 재생을 완료한 동영상 목록과, 재생 중인 동영상 목록과, 재생 중인 동영상의 정지 시점 등을 포함할 수 있다.
사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 정보는, 사용자 디바이스들 간에 공유될 수 있다. 따라서 예를 들어 노트북(14600)으로부터 재생 요청되어 노트북(14600)에게 소정 동영상 서비스를 제공한 경우, 사용자 DB(14100)에 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리가 저장된다. 스마트폰(14500)으로부터 동일한 동영상 서비스의 재생 요청이 수신되는 경우, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)을 참조하여 소정 동영상 서비스를 찾아서 재생한다. 스마트폰(14500)이 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)를 통해 동영상 데이터스트림을 수신하는 경우, 동영상 데이터스트림을 복호화하여 비디오를 재생하는 동작은, 앞서 도 46을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)에 저장된 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로부터 사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 재생 요청을 수신한다. 동영상이 그 전에 재생 중이었던 것이면, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로의 선택에 따라 처음부터 재생하거나, 이전 정지 시점부터 재생하느냐에 따라 스트리밍 방법이 달라진다. 예를 들어, 사용자 단말기가 처음부터 재생하도록 요청한 경우에는 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 첫 프레임부터 스트리밍 전송한다. 반면, 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다.
이 때 사용자 단말기는, 도 1 내지 19를 참조하여 전술한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1 내지 20을 참조하여 전술한 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1 내지 19를 참조하여 전술한 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.
도 1 내지 19를 참조하여 전술된 영상 부호화 방법 및 영상 복호화 방법, 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 42 내지 도 48에서 전술되었다. 하지만, 도 1 내지 19를 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 다양한 실시예들은, 도 42 내지 도 48의 실시예들에 한정되지 않는다.
이제까지 개시된 다양한 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 개시된 실시예들의 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 명세서의 개시 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 명세서의 개시범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부;
    현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 제1 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 제2 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고,
    상기 제1 샘플은, 상기 제1 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플에 대해 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고,
    상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제1 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고,
    상기 제5 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고,
    상기 제2 샘플은, 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플에 대해 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제2 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고,
    상기 제4 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고,
    상기 제5 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고,
    상기 제3 샘플은, 상기 제3 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제3 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 획득되고,
    상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제3 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고,
    상기 제5 가중치는 상기 제2 참조 샘플 및 상기 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  8. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계;
    현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
  9. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부;
    현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및
    상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 장치.
  10. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부;
    현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 후보 선택부;
    상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 후보 샘플들은 상기 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값 및 상기 현재 샘플과 상기 각각의 후보 샘플들 사이의 거리에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 후보 샘플이 상기 후보 인접 샘플에 인접하는 방향은 상기 현재 샘플이 상기 인접 샘플에 인접하는 방향과 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값, 상기 현재 샘플과 상기 인접 샘플의 인접 방향, 및 상기 후보 샘플들과 상기 후보 인접 샘플들의 인접 방향에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  15. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계;
    현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 단계;
    상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
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