KR20170081183A - 인트라 예측을 이용하는 비디오 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 상기 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정하는 단계, 및 상기 예측값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원하는 단계를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법이 제공된다.

Description

인트라 예측을 이용하는 비디오 부호화/복호화 방법 및 장치

본 발명은 비디오 부호화 방법 및 복호화 방법에 관한 것이다. 상세하게는 인트라 예측 방법을 이용하는 부호화 및 복호화하는 방법에 관한 것이다.

고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 트리 구조의 부호화 단위에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.

주파수 변환을 이용하여 공간 영역의 영상 데이터는 주파수 영역의 계수들로 변환된다. 비디오 코덱은, 주파수 변환의 빠른 연산을 위해 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 블록마다 DCT 변환을 수행하여, 블록 단위의 주파수 계수들을 부호화한다. 공간 영역의 영상 데이터에 비해 주파수 영역의 계수들이, 압축하기 쉬운 형태를 가진다. 특히 비디오 코덱의 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 공간 영역의 영상 화소값은 예측 오차로 표현되므로, 예측 오차에 대해 주파수 변환이 수행되면 많은 데이터가 0으로 변환될 수 있다. 연속적으로 반복적으로 발생하는 데이터를 작은 크기의 데이터로 치환함으로써, 영상의 데이터량이 절감될 수 있다.

영상의 부호화/복호화 효율이 증가시키기 위하여, 인트라 예측 방법에 있어서 예측 단위와 변환 단위의 관계를 변화시키는 방법이 논의된다..

상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 상기 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정하는 단계, 및 상기 예측값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원하는 단계를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법이 제공된다.

상기 상위 블록은 부호화 단위고, 상기 복수의 하위 블록들은 상기 부호화 단위에 포함된 예측 단위들일 수 있다.

상기 참조 샘플들을 결정하는 단계는, 상기 상위 블록에 인접한 모든 샘플들을 상기 참조 샘플들로 결정할 수 있다.

상기 참조 샘플들을 결정하는 단계는, 상기 상위 블록에 인접한 샘플들 중 상기 현재 하위 블록의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 상기 현재 하위 블록의 수직 방향에 위치한 샘플들을 상기 참조 블록들로 결정할 수 있다.

상기 비디오 복호화 방법은, 상기 참조 샘플이 상기 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정되는지 여부를 나타내는 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 참조 샘플들을 결정하는 단계는, 상기 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 상기 참조 샘플이 상기 상위 블록에 인접한 샘플들로 결정된다고 나타낼 때, 상기 상위 블록에 인접한 샘플들을 상기 현재 하위 블록의 상기 참조 샘플들로 결정할 수 있다.

상기 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득하는 단계는, 상기 상위 블록 또는 상기 상위 블록의 상위 비디오 데이터에 대한 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득할 수 있다.

상기 상위 블록에 포함된 모든 하위 블록에 대하여 상기 인트라 예측 모드 결정 단계, 상기 참조 샘플들 결정 단계, 및 상기 하위 블록 예측 단계가 수행됨으로써, 상기 상위 블록이 예측되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 현재 하위 블록은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록들과 병렬적으로 예측 및 복원될 수 있다.

상기 비디오 복호화 방법은, 상기 예측된 현재 하위 블록과 상기 상위 블록에 포함된 다른 예측된 하위 블록들과의 경계면에 인접한 샘플들에 평탄 필터를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부, 상기 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 상기 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 참조 샘플 결정부, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정하는 예측부, 및 상기 예측값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원하는 복원부를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치가 제공된다.

상기 상위 블록은 부호화 단위고, 상기 복수의 하위 블록들은 상기 부호화 단위에 포함된 예측 단위들일 수 있다.

상기 참조 샘플 결정부는, 상기 상위 블록에 인접한 모든 샘플들을 상기 참조 샘플들로 결정할 수 있다.

상기 참조 샘플 결정부는, 상기 상위 블록에 인접한 샘플들 중 상기 현재 하위 블록의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 상기 현재 하위 블록의 수직 방향에 위치한 샘플들을 상기 참조 블록들로 결정할 수 있다.

상기 비디오 복호화 장치는, 상기 참조 샘플이 상기 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정되는지 여부를 나타내는 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득하는 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그 획득부를 더 포함할 수 있다.

상기 참조 샘플 결정부는, 상기 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 상기 참조 샘플이 상기 상위 블록에 인접한 샘플들로 결정된다고 나타낼 때, 상기 상위 블록에 인접한 샘플들을 상기 현재 하위 블록의 상기 참조 샘플들로 결정할 수 있다.

상기 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그 획득부는, 상기 상위 블록 또는 상기 상위 블록의 상위 비디오 데이터에 대한 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.

상기 상위 블록에 포함된 모든 하위 블록에 대하여 상기 인트라 예측 모드 결정부, 상기 참조 샘플 결정부, 및 상기 예측부의 기능들이 수행됨으로써, 상기 상위 블록이 예측될 수 있다.

상기 현재 하위 블록은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록들과 병렬적으로 예측될 수 있다.

상기 비디오 복호화 장치는, 상기 예측된 현재 하위 블록과 상기 상위 블록에 포함된 다른 예측된 하위 블록들과의 경계면에 인접한 샘플들에 평탄 필터를 적용하는 경계 필터부를 더 포함할 수 있다.

상위 블록에 인접한 샘플들로부터 상기 상위 블록에 포함된 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 단계, 상기 참조 샘플들에 대하여 최적화된 상기 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들을 결정하는 단계, 및 상기 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법이 제공된다.

상위 블록에 인접한 샘플들로부터 상기 상위 블록에 포함된 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 참조 샘플 결정부, 상기 참조 샘플들에 대하여 최적화된 상기 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들을 결정하는 예측부, 및 상기 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 부호화하는 부호화부를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치가 제공된다.

이상의 비디오 복호화 방법 및 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공된다.

부호화 단위에 인접한 샘플들을 참조 샘플로 활용함으로써, 부호화 단위에 포함된 예측 단위들이 독립적, 병렬적으로 예측될 수 있다. 또한 예측 단위들의 예측 작업은 변환 단위들의 변환 작업과 독립적, 병렬적으로 수행될 수 있다. 그리고 예측 단위들은 변환 단위의 형태와 관계 없이 다양한 형태를 가질 수 있다.

상기 효과로 인하여 영상의 부호화/복호화 효율이 증가된다.

도 1a 는 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 1b 는 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 은 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 3a 는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 3b 는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 4 는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 5 은 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 6 은 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 7 는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 8, 9 및 10는 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 11 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 12a 는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 12b은 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 순서도를 나타낸다.
도 13a 는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 13b은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 순서도를 나타낸다.
도 14a 내지 도 14d는 예측 단위에 인접한 샘플을 이용한 인트라 예측 방법과 부호화 단위에 인접한 샘플을 이용한 인트라 예측 방법의 차이점을 설명한다.
도 15는 일 실시 예에 따른 부호화 단위에 인접한 샘플을 이용한 인트라 예측 방법을 설명한다.
도 16은 일 실시 예에 따른 예측 단위 간의 평탄 필터 적용 방법을 나타낸다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 상기 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정하는 단계, 및 상기 예측값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원하는 단계를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법이 제공된다.

상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부, 상기 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 상기 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 참조 샘플 결정부, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정하는 예측부, 및 상기 예측값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원하는 복원부를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치가 제공된다.

상위 블록에 인접한 샘플들로부터 상기 상위 블록에 포함된 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 단계, 상기 참조 샘플들에 대하여 최적화된 상기 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들을 결정하는 단계, 및 상기 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법이 제공된다.

상위 블록에 인접한 샘플들로부터 상기 상위 블록에 포함된 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 참조 샘플 결정부, 상기 참조 샘플들에 대하여 최적화된 상기 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부, 상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들을 결정하는 예측부, 및 상기 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 부호화하는 부호화부를 포함하고, 상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치가 제공된다.

발명의 실시를 위한 형태

이하 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에서, '영상'은 정지 영상 뿐만 아니라 비디오와 같은 동영상을 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다. 그리고 본 명세서에 기재된 '픽처'는 부호화 또는 복호화 대상이 되는 정지 영상을 의미한다.

이하 '샘플'은, 영상의 샘플링 위치에 할당된 데이터로서 프로세싱 대상이 되는 데이터를 의미한다. 예를 들어, 공간영역의 영상에서 픽셀들이 샘플들일 수 있다.

이하 인트라 예측 모드 (intra prediction mode)는 픽처 내부의 샘플들의 연속성을 이용하여 샘플들을 예측하는 예측 모드를 나타낸다.

이하 좌표 (x,y)는 블록의 좌상측 꼭지점에 위치한 샘플을 중심으로 정해진다. 구체적으로 블록의 좌상측 꼭지점에 위치한 샘플의 좌표가 (0,0)으로 결정된다. 그리고 좌표의 x값은 우측 방향으로 증가하고, 좌표의 y값은 하측 방향으로 증가한다.

도 1a 는 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 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 부호화부(110) 및 출력부(120)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.

부호화부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 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.

부호화부(110)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화부(110)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(120)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 부호화 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 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 부호화부(110)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, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.

일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 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 최대 심도는 4로 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 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 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 타입은 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.

부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화부(110)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 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 8 내지 24을 참조하여 상세히 후술한다.

부호화부(110)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.

출력부(120)는, 부호화부(110)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.

부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.

심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.

부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.

현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.

하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 출력부(120)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.

일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 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(120)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 세그먼트 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(120)는, 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 슬라이스 세그먼트 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 1b 는 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(150)의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(150)는 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(160) 및 복호화부(170)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(150)는 '비디오 복호화 장치(150)'로 축약하여 지칭한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(150)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 8 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.

수신 추출부(160)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(160)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 복호화부(170)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(160)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 수신 추출부(160)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 복호화부(170)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 복호화부(170)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.

최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.

영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(160)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(150)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.

일 실시예에 따른 부호화 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 수신 추출부(160)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.

복호화부(170)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 복호화부(170)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 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.

복호화부(170)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.

또한, 복호화부(170)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 복원될 수 있다.

복호화부(170)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 복호화부(170)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.

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, 복호화부(170)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.

수신 추출부(160)는, 수신된 현재 계층 비트스트림으로부터 SAO 타입 및 오프셋을 획득하고, 현재 계층 예측영상의 샘플마다 샘플값의 분포에 따라 SAO 카테고리를 결정할 수 있으므로, SAO 타입 및 오프셋을 이용하여 SAO 카테고리별 오프셋을 획득할 수 있다. 따라서, 샘플 별로 예측 오차를 수신하지 않더라도, 복호화부(170)는, 현재 계층 예측영상의 각 샘플마다 해당 카테고리별 오프셋을 보상하고, 보상된 현재 계층 예측 영상을 참조하여 현재 계층 복원 영상을 결정할 수 있다.

결국, 비디오 복호화 장치(150)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 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.

도 2 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(210)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(220)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(230)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 8 에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.

해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(230)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(210, 220)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.

비디오 데이터(210)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(210)의 부호화 단위(215)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(230)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(230)의 부호화 단위(235)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.

비디오 데이터(220)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(220)의 부호화 단위(225)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 3a 는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(300)의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 영상 부호화부(300)는, 비디오 부호화 장치(900)의 부호화부(210)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(304)는 현재 프레임(302) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(306) 및 움직임 보상부(308)는 인터 모드의 현재 프레임(302) 및 참조 프레임(326)을 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.

인트라 예측부(304), 움직임 추정부(306) 및 움직임 보상부(308)로부터 출력된 데이터는 변환부(310) 및 양자화부(312)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(318), 역변환부(320)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(322) 및 오프셋 보상부(324)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(326)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(314)를 거쳐 비트스트림(316)으로 출력될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(900)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(300)의 구성 요소들인 인트라 예측부(304), 움직임 추정부(306), 움직임 보상부(308), 변환부(310), 양자화부(312), 엔트로피 부호화부(314), 역양자화부(318), 역변환부(320), 디블로킹부(322) 및 오프셋 보상부(324)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.

특히, 인트라 예측부(304), 움직임 추정부(306) 및 움직임 보상부(308)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(310)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.

도 3b 는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(350)의 블록도를 도시한다.

비트스트림(352)이 파싱부(354)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(356) 및 역양자화부(358)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 역변환부(360)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.

공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(362)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(364)는 참조 프레임(370)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.

인트라 예측부(362) 및 움직임 보상부(364)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(366) 및 오프셋 보상부(368)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(372)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(366) 및 루프 필터링부(368)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(370)으로서 출력될 수 있다.

비디오 복호화 장치(350)의 복호화부(170)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(350)의 파싱부(354) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(950)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(350)의 구성 요소들인 파싱부(354), 엔트로피 복호화부(356), 역양자화부(358), 역변환부(360), 인트라 예측부(362), 움직임 보상부(364), 디블로킹부(366) 및 오프셋 보상부(368)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.

특히, 인트라 예측부(362), 움직임 보상부(364)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(360)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.

도 4 는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(150)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(400)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(400)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(400)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.

즉, 부호화 단위(410)는 부호화 단위의 계층 구조(400) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(420), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(430), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(440)가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(440)는 최소 부호화 단위이다.

각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(410)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(410)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(410), 크기 64x32의 파티션들(412), 크기 32x64의 파티션들(414), 크기 32x32의 파티션들(416)로 분할될 수 있다.

마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(420)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(420)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(420), 크기 32x16의 파티션들(422), 크기 16x32의 파티션들(424), 크기 16x16의 파티션들(426)로 분할될 수 있다.

마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(430)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(430)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(430), 크기 16x8의 파티션들(432), 크기 8x16의 파티션들(434), 크기 8x8의 파티션들(436)로 분할될 수 있다.

마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(440)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(440)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(440), 크기 8x4의 파티션들(442), 크기 4x8의 파티션들(444), 크기 4x4의 파티션들(446)로 분할될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화부(110)는, 최대 부호화 단위(410)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(410)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(400)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(400)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(410) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(410)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.

도 5 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(150)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(150)에서, 현재 부호화 단위(510)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(520)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.

또한, 64x64 크기의 부호화 단위(510)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 6 은 다양한 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(120)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(600), 예측 모드에 관한 정보(610), 변환 단위 크기에 대한 정보(620)를 부호화하여 전송할 수 있다.

파티션 타입에 대한 정보(600)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(602), 크기 2NxN의 파티션(604), 크기 Nx2N의 파티션(606), 크기 NxN의 파티션(608) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(600)는 크기 2Nx2N의 파티션(602), 크기 2NxN의 파티션(604), 크기 Nx2N의 파티션(606) 및 크기 NxN의 파티션(608) 중 하나를 나타내도록 설정된다.

예측 모드에 관한 정보(610)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(610)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(600)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(612), 인터 모드(614) 및 스킵 모드(616) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.

또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(620)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(622), 제 2 인트라 변환 단위 크기(624), 제 1 인터 변환 단위 크기(626), 제 2 인터 변환 단위 크기(628) 중 하나일 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(150)의 수신 추출부(160)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(600), 예측 모드에 관한 정보(610), 변환 단위 크기에 대한 정보(620)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.

도 7 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(700)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(710)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(712), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(714), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(716), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(718)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(712, 714, 716, 718)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.

파티션 타입마다, 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 타입(712, 714, 716) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.

크기 N_0xN_0의 파티션 타입(718)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(720), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(730)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(730)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(740)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(742), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(744), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(746), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(748)을 포함할 수 있다.

또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(748)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(750), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(760)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(770)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(780)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(790)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(792), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(794), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(796), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(798)을 포함할 수 있다.

파티션 타입 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 타입이 검색될 수 있다.

크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(798)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(700)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(752)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.

데이터 단위(799)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 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(700)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 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 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(150)의 영상 데이터 및 부호화 정보 수신 추출부(160)는 부호화 단위(700)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(712)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(150)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.

도 8, 9 및 10는 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.

부호화 단위(810)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(860)는 부호화 단위(810) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(870)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.

심도별 부호화 단위들(810)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(812)은 심도가 1, 부호화 단위들(814, 816, 818, 828, 850, 852)은 심도가 2, 부호화 단위들(820, 822, 824, 826, 830, 832, 848)은 심도가 3, 부호화 단위들(840, 842, 844, 846)은 심도가 4이다.

예측 단위들(860) 중 일부 파티션(814, 816, 822, 832, 848, 850, 852, 854)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(814, 822, 850, 854)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(816, 848, 852)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(832)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(810)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.

변환 단위들(870) 중 일부(852)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(814, 816, 822, 832, 848, 850, 852, 854)는 예측 단위들(860) 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(150)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 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(120)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(150)의 부호화 정보 수신 추출부(160)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 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.

예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.

파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 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 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 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 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 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 11 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.

최대 부호화 단위(1100)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1102, 1104, 1106, 1112, 1114, 1116, 1118)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1118)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1118)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1122), 2NxN(1124), Nx2N(1126), NxN(1128), 2NxnU(1132), 2NxnD(1134), nLx2N(1136) 및 nRx2N(1138) 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 타입에 따라 변경될 수 있다.

예를 들어, 파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1122), 2NxN(1124), Nx2N(1126) 및 NxN(1128) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1142)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1144)가 설정될 수 있다.

파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1132), 2NxnD(1134), nLx2N(1136) 및 nRx2N(1138) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1152)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1154)가 설정될 수 있다.

도 5를 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(150)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 8 내지 11를 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 12a은 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(1200)의 블록도를 도시한다. 구체적으로, 도 12a의 블록도는 인트라 예측 모드를 이용하는 비디오 복호화 장치의 일 실시예를 수행하는 장치를 나타낸다.

비디오 복호화 장치(1200)는 인트라 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)를 포함할 수 있다. 도 12a에서 인트라 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)는 별도의 구성 단위로 표현되어 있으나, 실시 예에 따라 인트라 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)는 합쳐져 동일한 구성 단위로 구현될 수 있다. 또는 실시 예에 따라 인트라 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)의 기능은 2개 이상의 구성 단위에서 실시될 수도 있다.

도 12a에서 인트라 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)는 하나의 장치에 위치한 구성 단위로 표현되었지만, 인트라 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)의 각 기능을 담당하는 장치는 반드시 물리적으로 인접할 필요는 없다. 따라서 실시 예에 따라 인트라 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)는 분산되어 있을 수 있다.

도 12a의 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)는 실시 예에 따라 하나의 프로세서에 의하여 구현될 수 있다. 또한 실시 예에 따라 복수 개의 프로세서에 의하여 구현될 수도 있다.

비디오 복호화 장치(100)는 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)에서 발생하는 데이터를 저장하기 위한 스토리지(미도시)를 포함할 수 있다. 또한 예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)는 스토리지(미도시)로부터 저장된 데이터를 추출하여 사용할 수 있다.

도 12a의 비디오 복호화 장치(1200)는 물리적 장치에 한정되지 않는다. 예를 들어 비디오 복호화 장치(1200)의 기능 중 일부는 하드웨어가 아닌 소프트웨어로 구현될 수도 있다.

인트라 예측 모드 결정부 (1210)는 상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정한다.

상위 블록과 하위 블록은 상대적인 개념이다. 상위 블록은 복수의 하위 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상위 블록은 부호화 단위고, 하위 블록은 부호화 단위에 포함된 예측 단위가 될 수 있다. 또 다른 예로. 상위 블록은 최대 부호화 단위고, 하위 블록은 부호화 단위에 포함된 예측 단위가 될 수 있다.

현재 하위 블록은 상위 블록에 포함된 복수의 하위 블록들 중 복호화 대상인 하위 블록을 나타낸다. 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드는 비트스트림으로부터 획득된 인트라 예측 모드 정보에 따라 결정될 수 있다.

참조 샘플 결정부 (1220)는 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정한다.

인터 예측 모드에서는 다른 영상으로부터 예측 단위에 포함된 샘플의 예측 값이 결정된다. 따라서 부호화 단위에 포함된 예측 단위와 변환 단위 간에 의존성이 없다. 따라서 부호화 단위에 포함된 예측 단위와 변환 단위는 독립적, 병렬적으로 부호화, 복호화될 수 있다.

그러나 인트라 예측 모드에서는 인접 샘플들과의 연속성에 기초하여 부호화 단위가 부호화 및 복호화된다. 따라서 인트라 예측 모드에서는 복호화되는 샘플과 인트라 예측에 사용되는 참조 샘플이 최대한 가까이 있을수록 정확한 예측이 가능하다.

다양한 방법에 따라, 인트라 예측에 사용되는 참조 샘플이 결정될 수 있다. 제1 인트라 예측 방법에 따르면, 예측 단위에 인접하는 샘플들이 참조 샘플들로 결정되고, 참조 샘플들에 따라 예측 단위에 포함된 샘플의 예측 값이 결정된다. 그리고 제2 인트라 예측 방법에 따르면, 부호화 단위에 인접하는 샘플들이 참조 샘플들로 결정되고, 참조 샘플들에 따라 예측 단위에 포함된 샘플들의 예측 값이 결정된다.

제1 인트라 예측 방법에 따르면, 예측 값의 정확성을 높이기 위하여 예측 단위보다 같거나 작도록 설정된 변환 단위를 기준으로 실질적인 인트라 예측 및 복원이 수행된다. 만약 변환 단위가 예측 단위보다 작다면, 변환 단위에 인접하는 샘플들이 참조 샘플들로 결정된다. 그리고 참조 샘플들에 따라 변환 단위에 포함된 샘플들의 예측 값이 결정된다.

변환 단위가 예측 단위보다 클 때, 변환 단위에 기초하여 복호화가 이루어지기 때문에, 일부 예측 단위의 샘플들은 예측 단위 주변의 샘플들이 복원되지 않아 예측되지 않는다. 따라서 제1 인트라 예측 방법에 따르면, 예측 단위는 항상 변환 단위보다 커야 한다.

제2 인트라 예측 방법에 따르면, 제1 인트라 예측 방법보다 예측 값의 정확성이 약간 저하되지만, 예측 단위들 간에 의존성이 제거됨으로써 예측 단위의 병렬적 예측이 가능해진다. 또한 제1 인트라 예측 방법에서는 변환 단위가 예측 단위보다 클 수 없다는 제한이 있었는데, 제2 인트라 예측 방법에서는 예측 단위가 항상 이미 복원된 샘플들을 참조하기 때문에, 예측 단위가 변환 단위보다 작을 수 있다. 따라서 제2 인트라 예측 방법에 따르면, 하나의 변환 단위가 복수 개의 예측 단위를 포함할 수 있다.

위에서 설명된 제1 인트라 예측 방법 및 제2 인트라 예측 방법에 대하여는 도14a 내지 14d에서 자세히 설명된다.

상기 제1 인트라 예측 방법에 따르면 변환 단위가 부호화 단위에 포함된 다른 변환 단위에 의존적으로 예측될 수 있다는 문제점이 있다. 따라서 변환 단위 간에 독립적, 병렬적 부호화 및 복호화가 불가능하다. 그리고 예측 단위가 변환 단위보다 작을 경우, 예측 단위의 위치에 따라 참조 샘플과 예측 단위에 포함된 샘플들의 공간적 상관성이 떨어지게 된다.

따라서 샘플들의 예측 값을 구하기 위한 예측 단위의 파티션 타입과 샘플들의 리제듀얼 데이터를 구하기 위한 변환 단위의 크기는 상호 의존적으로 결정된다. 또한 예측 단위들 간에 의존적으로 예측되므로, 예측 단위들이 병렬적으로 예측되지 않는다는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 도 14a 내지 14d에 자세히 설명된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 제2 인트라 예측 방법과 유사하게, 현재 하위 블록의 참조 샘플들은 하위 블록들을 포함하는 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 결정될 수 있다. 상위 블록에 포함된 하위 블록들은 상위 블록의 인접 샘플들을 공유하기 때문에, 하위 블록의 인트라 예측을 위해 다른 하위 블록의 복원된 샘플들을 참조하지 않는다. 다른 말로 하면, 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들은 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외된다. 그러므로 하위 블록들은 상호 독립적으로 인트라 예측될 수 있다. 따라서 하위 블록들은 병렬적으로 예측될 수 있으며, 예측 단위의 파티션 타입과 변환 단위의 크기는 독립적으로 결정된다.

예를 들어 상위 블록은 부호화 단위이고, 하위 블록은 부호화 단위에 포함된 예측 단위일 경우, 예측 단위에 포함된 샘플들의 예측 값들은 예측 단위가 포함된 부호화 단위에 인접한 샘플들에 기초하여 결정될 수 있다.

또 다른 예로, 상위 블록은 최대 부호화 단위이고, 하위 블록은 상위 블록에 포함된 부호화 단위의 예측 단위인 경우, 예측 단위에 포함된 샘플들의 예측 값들은 예측 단위가 포함된 최대 부호화 단위에 인접한 샘플들에 기초하여 결정될 수 있다.

하위 블록의 참조 샘플은 다양한 방법에 의하여 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상위 블록의 모든 인접 샘플들이 하위 블록의 참조 샘플들로 결정될 수 있다. 또 다른 예로 상위 블록의 인접 샘플들 중 현재 하위 블록의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 상기 현재 하위 블록의 수직 방향에 위치한 샘플들이 참조 블록들로 결정될 수 있다. 도 15 및 16에서 참조 샘플들의 결정 방법이 자세히 설명된다.

참조 샘플 결정부 (1220)는 참조 샘플이 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정되는지 여부를 나타내는 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그에 따라 참조 샘플의 결정 방법을 결정할 수 있다. 예를 들어 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 참조 샘플들이 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정된다고 나타낼 때, 참조 샘플들은 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정될 수 있다. 반대로 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 참조 샘플들이 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정된다고 나타내지 않을 때, 참조 샘플들은 다른 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들어 참조 샘플들은 하위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정될 수 있다.

상위 블록의 상위 비디오 데이터에 대한 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그는 영상마다 획득될 수 있다. 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 참조 샘플이 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정된다고 나타낼 경우, 영상의 모든 하위 블록들의 참조 샘플들은 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정된다.

또 다른 예로 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그는 복수의 영상이 포함된 시퀀스 단위마다 획득될 수 있다. 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 참조 샘플이 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정된다고 나타낼 경우, 시퀀스 단위에 포함된 모든 하위 블록들의 참조 샘플들은 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정된다.

예측부 (1230)는 인트라 예측 모드에 따라, 참조 샘플 결정부 (1220)에서 결정된 참조 샘플들을 이용하여 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정한다.

현재 샘플이란 복호화 대상이 되는 현재 하위 블록에 포함된 샘플들을 의미한다. 현재 샘플들의 예측값들은 인트라 예측 모드가 나타내는 예측 방식에 따라 결정될 수 있다. 도 15 및 16에서 참조 샘플들의 결정 방법이 자세히 설명된다.

경계 필터부 (미도시)는 예측된 현재 하위 블록과 상위 블록에 포함된 다른 예측된 하위 블록들과의 경계면에 인접한 샘플들에 평탄 필터 (smoothing filter)를 적용할 수 있다. 경계 필터부의 기능은 도 17에서 자세히 설명된다.

복원부 (1240)는 예측부 (1230)에서 결정된 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원한다. 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들은 현재 샘플들에 대응되는 레지듀얼 데이터와 합산된다. 그리고 합산된 값이 현재 샘플들의 복원 값이 될 수 있다.

예측 모드 결정부 (1210), 참조 샘플 결정부 (1220), 예측부 (1230) 및 복원부 (1240)의 기능은 상위 블록에 포함된 모든 하위 블록들에 대하여 수행될 수 있다. 모든 하위 블록들은 인트라 예측을 위한 참조 샘플들을 공유하기 때문에, 상호 독립적, 병렬적으로 인트라 예측 및 복호화될 수 있다.

도 12b은 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법(1250)의 순서도를 도시한다. 구체적으로, 도 12b의 순서도는 인트라 예측 방법을 이용하는 복호화 방법의 일 실시예를 나타낸다.

단계 12에서 상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드가 결정된다. 일 실시 예에 따르면 상위 블록은 부호화 단위고, 하위 블록은 부호화 단위에 포함된 예측 단위일 수 있다.

단계 14에서 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 현재 하위 블록의 참조 샘플들이 결정된다. 일 실시 예에 따르면, 상위 블록에 인접한 모든 샘플들이 하위 블록의 참조 샘플들로 결정될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 상위 블록에 인접한 샘플들 중 현재 하위 블록의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 현재 하위 블록의 수직 방향에 위치한 샘플들이 참조 블록들로 결정될 수 있다.

단계 14 이전에 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 참조 샘플이 상위 블록에 인접한 샘플들로 결정된다고 나타낼 때, 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 현재 하위 블록의 참조 샘플들이 결정될 수 있다. 상기 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그는 상위 블록의 상위 비디오 데이터에 대하여 획득될 수 있다.

단계 16에서 인트라 예측 모드에 따라, 참조 샘플들을 이용하여 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들이 결정된다. 예측된 현재 하위 블록과 상위 블록에 포함된 다른 예측된 하위 블록들과의 경계면에 인접한 샘플들에 평탄 필터가 적용될 수 있다.

단계 18에서 예측값들에 기초하여 현재 하위 블록이 복원된다.

상위 블록에 포함된 모든 하위 블록에 대하여 단계 12 내지 단계 18이 수행됨으로써, 상위 블록이 예측 및 복원될 수 있다. 상위 블록에 포함된 모든 하위 블록들에 대한 인트라 예측 및 복원은 상호 독립적 및 병렬적으로 수행될 수 있다.

상기 설명된 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법(1250)은 비디오 복호화 장치 (1200)에서 수행될 수 있다.

도 13a은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(1300)의 블록도를 도시한다. 구체적으로, 도 13a의 블록도는 인트라 예측 모드를 이용하는 비디오 부호화 장치의 일 실시예를 수행하는 장치를 나타낸다.

비디오 부호화 장치(1300)는 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)를 포함할 수 있다. 도 13a에서 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)는 별도의 구성 단위로 표현되어 있으나, 실시 예에 따라 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)는 합쳐져 동일한 구성 단위로 구현될 수 있다. 또는 실시 예에 따라 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)의 기능은 2개 이상의 구성 단위에서 실시될 수도 있다.

도 13a에서 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)는 하나의 장치에 위치한 구성 단위로 표현되었지만, 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)의 각 기능을 담당하는 장치는 반드시 물리적으로 인접할 필요는 없다. 따라서 실시 예에 따라 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)는 분산되어 있을 수 있다.

도 13a의 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)는 실시 예에 따라 하나의 프로세서에 의하여 구현될 수 있다. 또한 실시 예에 따라 복수 개의 프로세서에 의하여 구현될 수도 있다.

비디오 부호화 장치(1300)는 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)에서 발생하는 데이터를 저장하기 위한 스토리지(미도시)를 포함할 수 있다. 또한 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)는 스토리지(미도시)로부터 저장된 데이터를 추출하여 사용할 수 있다.

도 13a의 비디오 부호화 장치(1300)는 물리적 장치에 한정되지 않는다. 예를 들어 비디오 부호화 장치(1300)의 기능 중 일부는 하드웨어가 아닌 소프트웨어로 구현될 수도 있다.

참조 샘플 결정부(1310)는 상위 블록에 인접한 샘플들로부터 상위 블록에 포함된 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정한다. 일 실시예에 따르면, 상위 블록은 부호화 단위고, 하위 블록은 부호화 단위에 포함된 예측 단위일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 참조 샘플 결정부(1310)는 상위 블록에 인접한 모든 샘플들을 참조 샘플들로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면 참조 샘플 결정부(1310)는 상위 블록에 인접한 샘플들 중 현재 하위 블록의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 현재 하위 블록의 수직 방향에 위치한 샘플들을 참조 블록들로 결정할 수 있다.

참조 샘플 결정부(1310)는 참조 샘플이 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정되는지 여부를 나타내는 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 참조 샘플이 상위 블록에 인접한 샘플들로 결정된다고 나타낼 때, 상위 블록에 인접한 샘플들을 현재 하위 블록의 참조 샘플들로 결정할 수 있다. 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그는 상위 블록의 상위 비디오 데이터에 대하여 결정될 수 있다.

인트라 예측 모드 결정부 (1320)는 참조 샘플들에 대하여 최적화된 상기 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다. 하위 블록의 인트라 예측 모드는 율-왜곡 최적화 (Rate-Distortion Optimization)에 따라 가장 효율이 높은 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다.

예측부 (1330)는 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들을 결정한다. 예측부 (1330)는 예측된 현재 하위 블록과 상위 블록에 포함된 다른 예측된 하위 블록들과의 경계면에 인접한 샘플들에 평탄 필터를 적용할 수 있다.

부호화부 (1340)는 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 부호화한다. 부호화부 (1340)는 현재 샘플들의 원본 값과 예측 값의 차이 값을 포함하는 레지듀얼 데이터를 생성할 수 있다. 부호화부(1340)는 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330)에서 결정된 부호화 정보를 비트스트림에 포함시킬 수 있다.

상위 블록에 포함된 모든 하위 블록에 대하여 참조 샘플 결정부 (1310), 인트라 예측 모드 결정부 (1320), 예측부 (1330) 및 부호화부 (1340)의 각 기능이 수행될 수 있다. 상위 블록에 포함된 모든 하위 블록들에 대한 예측 및 부호화는 상호 독립적 및 병렬적으로 수행될 수 있다.

도 13b은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법(1350)의 순서도를 도시한다. 구체적으로, 도 13b의 순서도는 인트라 예측 방법을 이용하는 부호화 방법의 일 실시예를 나타낸다.

단계 22에서 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 현재 하위 블록의 참조 샘플들이 결정된다. 일 실시 예에 따르면, 상위 블록에 인접한 모든 샘플들이 하위 블록의 참조 샘플들로 결정될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 상위 블록에 인접한 샘플들 중 현재 하위 블록의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 현재 하위 블록의 수직 방향에 위치한 샘플들이 참조 블록들로 결정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 상위 블록은 부호화 단위고, 하위 블록은 부호화 단위에 포함된 예측 단위일 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면 하위 블록은 부호화 단위에 포함된 예측 단위고 상위 블록은 하위 블록이 포함된 최대 부호화 단위일 수 있다.

단계 22 이전에 참조 샘플이 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정되는지 여부가 결정될 수 있다. 참조 샘플의 결정 방법은 상위 블록의 상위 비디오 데이터에 대하여 결정될 수 있다. 참조 샘플의 결정 방법에 따라 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 생성된다.

단계 24에서 상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드가 결정된다. 하위 블록의 인트라 예측 모드는 율-왜곡 최적화에 따라 가장 효율이 높은 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다.

단계 26에서 인트라 예측 모드에 따라, 참조 샘플들을 이용하여 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들이 결정된다. 예측된 현재 하위 블록과 상위 블록에 포함된 다른 예측된 하위 블록들과의 경계면에 인접한 샘플들에 평탄 필터가 적용될 수 있다.

단계 28에서 예측값들에 기초하여 현재 하위 블록이 복원된다.

상위 블록에 포함된 모든 하위 블록에 대하여 단계 22 내지 단계 28이 수행됨으로써, 상위 블록이 예측 및 부호화될 수 있다. 상위 블록에 포함된 모든 하위 블록들에 대한 예측 및 부호화는 상호 독립적 및 병렬적으로 수행될 수 있다.

상기 설명된 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법(1350)은 비디오 복호화 장치 (1300)에서 수행될 수 있다.

도 14 a 내지 도 14 d는 제1 인트라 예측 방법 및 제2 인트라 예측 방법의 차이점을 설명하기 위한 도면이다. 도 14 a 내지 도 14 d에 표시된 CU는 부호화 단위를, PU는 예측 단위를, TU는 변환 단위를 의미한다.

도 14 a는 부호화 단위 (1410), 예측 단위 (1411), 및 변환 단위 (1412)의 크기가 모두 동일한 경우를 나타낸다. 부호화 단위 (1410), 예측 단위 (1411), 및 변환 단위 (1412)이 동일하기 때문에 부호화 단위 (1410)에 인접한 샘플과 예측 단위 (1411) 및 변환 단위 (1412)에 인접한 샘플이 동일하다. 따라서 제1 인트라 예측 방법에 의한 참조 샘플과 제2 인트라 예측 방법에 의한 참조 샘플은 동일하다. 그러므로 인트라 예측 방법에 따른 예측 값의 차이가 없다.

도 14b는 부호화 단위 (1420), 예측 단위 (1421)의 크기는 동일하나, 변환 단위들 (1422, 1423, 1424, 1425)의 크기는 N x N 인 경우를 나타낸다.

제1 인트라 예측 방법에 의하면, 변환 단위를 기준으로 샘플들의 예측 및 복호화가 수행된다. 예측 단위 (1421)가 변환 단위들 (1422, 1423, 1424, 1425)을 포함하므로 변환 단위들 (1422, 1423, 1424, 1425)의 인트라 예측 모드는 동일하다. 다만 변환 단위들 (1422, 1423, 1424, 1425)은 각각 변환 단위들 주변의 샘플을 참조하여 인트라 예측을 수행한다. 예를 들어, 예측 및 복호화가 Z스캔 방향으로 수행될 때, 변환 단위 (1422), 변환 단위 (1423), 변환 단위 (1424), 및 변환 단위 (1425)의 예측 및 복호화가 순서대로 수행된다. 따라서 변환 단위 (1423)는 변환 단위 (1422)의 샘플들을 참조하여 인트라 예측된다.

제2 인트라 예측 방법에 의하면, 예측 단위 (1421)는 예측 단위 (1421)의 주변 블록에 따라 예측된다. 변환 단위들 (1422, 1423, 1424, 1425)은 상호 독립적으로 레지듀얼 데이터를 생성한다. 제1 인트라 예측 방법과 제2 인트라 예측 방법은 인트라 예측에 사용되는 참조 샘플에 차이가 있으므로, 각 예측 방법에 따라 결정되는 샘플들의 예측값과 레지듀얼 데이터가 서로 다르다.

도 14c는 예측 단위들 (1431, 1432, 1433, 1434)과 변환 단위들 (1435, 1436, 1437, 1438)의 크기가 N x N 인 경우를 나타낸다.

제1 인트라 예측 방법에 의하면, 변환 단위를 기준으로 샘플들의 예측 및 복호화가 수행된다. 변환 단위들 (1435, 1436, 1437, 1438)은 대응되는 예측 단위들 (1431, 1432, 1433, 1434)의 인트라 예측 모드에 따라 예측된다. 변환 단위들 (1435, 1436, 1437, 1438)은 각각 변환 단위들 주변의 샘플을 참조하여 인트라 예측을 수행한다. 예를 들어, 예측 및 복호화가 Z방향으로 수행될 때, 변환 단위 (1435), 변환 단위 (1436), 변환 단위 (1437), 및 변환 단위 (1438)의 예측 및 복호화가 순서대로 수행된다. 따라서 변환 단위 (1436)는 변환 단위 (1437)의 샘플들을 참조하여 인트라 예측된다.

제2 인트라 예측 방법에 의하면, 예측 단위들 (1431, 1432, 1433, 1434)은 부호화 단위 (1430)의 인접 샘플에 따라 예측된다. 변환 단위들 (1435, 1436, 1437, 1438)은 상호 독립적으로 레지듀얼 데이터를 생성한다. 도 14b의 실시 예와 마찬가지로 제1 인트라 예측 방법과 제2 인트라 예측 방법은 인트라 예측에 사용되는 참조 샘플에 차이가 있으므로, 샘플들의 예측값과 레지듀얼 데이터가 각각 다르다.

도 14d는 부호화 단위 (1440)와 변환 단위 (1445)의 크기는 동일하나, 예측 단위들 (1441, 1442, 1443, 1444)의 크기가 N x N 인 경우를 나타낸다.

제1 인트라 예측 방법에 의하면, 변환 단위 (1445) 안에 4 개의 예측 단위들 (1441, 1442, 1443, 1444) 모두에 대해, 인트라 예측이 수행될 수 없다. 제1 인트라 예측 방법에 의하면, 변환 단위에 기초하여 모든 샘플들이 인트라 예측 및 복호화 되기 때문에 예측 단위 (1441)에 대응되는 샘플들은 복호화될 수 있으나, 예측 단위들 (1442, 1443, 1444)은 각각 예측 단위들에 인접한 샘플들이 아직 복호화되지 않았으므로 예측되지 않는다. 예를 들어, 예측 단위 (1442)는 예측 단위 (1441)의 샘플들이 복호화된 후에 예측될 수 있는데, 변환 단위 (1445)의 모든 샘플들은 동시에 예측 및 복호화되므로 예측 단위 (1442)는 예측되지 않는다. 결론적으로, 도 14d의 경우 제1 인트라 예측 방법이 적용될 수 없다.

그러나 제2 인트라 예측 방법에 의하면, 예측 단위들 (1441, 1442, 1443, 1444)은 부호화 단위 (1440)에 인접한 샘플들에 기초하여 예측되므로, 변환 단위 (1445)의 샘플들은 모두 병렬적으로 예측될 수 있다. 따라서 제1 인트라 예측 방법과 달리 변환 단위가 예측 단위보다 큰 경우에도 예측 및 복호화가 수행될 수 있다.

도 14a 내지 14d의 내용을 종합하면, 제2 인트라 예측 방법의 경우, 제1 인트라 예측 방법과 다르게 변환 단위의 크기가 예측 단위의 크기보다 큰 경우에도 예측 및 복호화가 수행될 수 있다. 또한 제1 인트라 예측 방법에 따르면 변환단위들은 변환 단위의 스캔 순서에 따라 인트라 예측 및 복호화되지만, 제2 인트라 예측 방법에 따르면 예측 단위들의 예측과 변환 단위들의 레지듀얼 데이터 생성이 상호 독립적, 병렬적으로 수행될 수 있다.

다만 도 14b 및 14c의 경우에는 상대적으로 가까운 샘플을 참조 샘플로 결정하는 제1 인트라 예측 방법이 제2 인트라 예측 방법보다 더 효율적일 수 있다. 그러나 해상도가 높은 영상에서는 예측 단위로부터 떨어져 있는 참조 샘플들과 예측 단위에 포함된 샘플들 간의 연속성이 유지될 확률이 높기 때문에, 해상도가 높은 영상에서는 제2 인트라 예측 방법이 사용될 수 있다.

도 15는 제2 인트라 예측 방법의 일 실시예 (1500)를 나타낸다.

도 15에는 16 x 16 크기의 부호화 단위 (1510)가 도시되어 있다. 부호화 단위 (1510)에는 4개의 예측 단위들 (1512, 1514, 1516, 1518)이 포함되어 있다. 부호화 단위 (1510)의 주변에는 이미 복호화된 샘플들 (T0 T32, L1 L32)이 위치하고 있다. T0 T32, L1 L32 중 복호화된 샘플들은 예측 단위들 (1512, 1514, 1516, 1518)의 예측에 사용되는 참조 샘플들로 결정될 수 있다.

만약 T0 T32, L1 L32 중 복호화되지 않은 샘플은 부호화 단위 (1510)의 예측 과정에 대하여만 가장 가까운 복호화된 샘플 값으로 결정된다. 예를 들어 L16은 복호화되었고, L17 L32가 아직 복호화되지 않은 때, L17 L32는 부호화 단위 (1510)의 예측 과정에서만 가장 가까운 복호화된 샘플 값인 L16과 동일한 값으로 간주된다.

4개의 예측 단위들 (1512, 1514, 1516, 1518)은 각각 인트라 예측 모드가 상이하다. 도 15에서 예측 단위 (1512)는 수직 모드, 예측 단위 (1514)는 우상측 대각선 모드, 예측 단위 (1516)는 플라나 모드 (Planar mode), 예측 단위 (1518)는 좌상측 대각선 모드에 따라 예측된다. 예측 단위들 (1512, 1514, 1516, 1518)은 부호화 단위 (1510) 밖에 위치한 참조 샘플들인 T0 T32, L1 L32에 기초하여 예측된다. 부호화 단위 (1510) 안에 위치한 샘플들은 예측 단위들 (1512, 1514, 1516, 1518)의 예측에 사용되지 않는다.

예측 단위 (1512)은 수직 모드에 의하여 예측된다. 따라서 예측 단위 (1512)의 예측에는 예측 단위 (1512)의 상측 방향에 위치한 참조 샘플들 (T1 T8) 이 사용된다. 예측 단위 (1512)에 포함된 샘플은 상기 샘플의 수직 방향에 위치한 참조 샘플의 샘플 값과 동일한 예측 값을 가진다. 예를 들어 T1의 값이 64라면 T1과 같은 열에 위치한 샘플들의 예측 값들은 64로 결정된다.

예측 단위 (1514)는 우상측 대각선 모드에 의하여 예측된다. 따라서 예측 단위 (1514)의 예측에는 예측 단위 (1514)의 우상측 방향에 위치한 참조 샘플들 (T10 T24) 이 사용된다. 예측 단위 (1514)에 포함된 샘플은 상기 샘플의 우상측 방향에 위치한 참조 샘플의 샘플 값과 동일한 예측 값을 가진다. 예를 들어 T17의 값이 96이라면 T17로부터 좌하측 방향에 위치한 샘플들의 예측 값들은 64로 결정된다.

예측 단위 (1516)는 DC 모드에 의하여 예측된다. 따라서 예측 단위 (1516)의 예측에는 예측 단위 (1516)에 인접한 참조 샘플들 (T0 T16, L1 L16) 이 사용된다. 예측 단위 (1516)에 포함된 샘플은 참조 샘플들 (T0 T16, L1 L16) 의 평균 값과 동일한 예측 값을 가진다. 예를 들어 T0 T16, L1 L16의 평균 값이 80이라면 예측 단위 (1516)에 포함된 샘플들의 예측 값들은 모두 80으로 결정된다.

예측 단위 (1518)는 좌상측 대각선 모드에 의하여 예측된다. 따라서 예측 단위 (1518)의 예측에는 예측 단위 (1518)의 좌상측 방향에 위치한 참조 샘플들 (T0 T7, L1 L7) 이 사용된다. 예측 단위 (1518)에 포함된 샘플은 상기 샘플의 좌상측 방향에 위치한 참조 샘플의 샘플 값과 동일한 예측 값을 가진다. 예를 들어 T0의 값이 64이라면 T0로부터 우하측 방향에 위치한 샘플들의 예측 값들은 64로 결정된다.

또 다른 실시 예에 따르면, 예측 단위들 (1512, 1514, 1516, 1518)의 참조 샘플들은 예측 단위의 위치에 따라 결정될 수 있다. 참조 샘플들은 부호화 단위 (1510)에 인접한 샘플들 중 예측 단위의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 예측 단위의 수직 방향에 위치한 샘플들을 포함할 수 있다. 그리고 참조 샘플들은 예측 단위의 우상측 방향에 위치한 샘플들 및 좌하측 방향에 위치한 샘플들을 포함할 수 있다. 또한 필요에 따라 부호화 단위 (1510)에 인접한 샘플이 추가적으로 참조 샘플들에 포함될 수 있다.

예를 들어 예측 단위 (1512)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1512)의 수직 방향에 있는 샘플 (T0 T8) 및 예측 단위 (1512)의 수평 방향에 있는 샘플 (L1 L8)을 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1512)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1512)의 우상측 방향에 있는 샘플 (T9 T16) 및 예측 단위 (1512)의 좌하측 방향에 있는 샘플 (L9 L16)을 더 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1512)는 수직 모드에 의하여 예측되므로 참조 샘플들 (T1 T8)에 의하여 예측된다.

예를 들어 예측 단위 (1514)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1514)의 수직 방향에 있는 샘플 (T9 T16) 및 예측 단위 (1514)의 수평 방향에 있는 샘플 (L1 L8)을 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1514)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1514)의 우상측 방향에 있는 샘플 (T17 T24) 및 예측 단위 (1514)의 좌하측 방향에 있는 샘플 (L17 L24)을 더 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1514)는 우상측 대각선 모드에 의하여 예측되므로 참조 샘플들 (T10 T24)에 의하여 예측된다.

예를 들어 예측 단위 (1516)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1516)의 수직 방향에 있는 샘플 (T0 T8) 및 예측 단위 (1516)의 수평 방향에 있는 샘플 (L9 L16)을 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1516)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1516)의 우상측 방향에 있는 샘플 (T17 T24) 및 예측 단위 (1516)의 좌하측 방향에 있는 샘플 (L17 L24)을 더 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1516)는 DC 모드에 의하여 예측되므로 참조 샘플들 (L9 L16, T0 T8)의 평균값에 의하여 예측된다.

예를 들어 예측 단위 (1518)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1518)의 수직 방향에 있는 샘플 (T9 T16) 및 예측 단위 (1518)의 수평 방향에 있는 샘플 (L9 L16)을 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1518)의 참조 샘플들은 예측 단위 (1518)의 우상측 방향에 있는 샘플 (T25 T32) 및 예측 단위 (1518)의 좌하측 방향에 있는 샘플 (L25 L32)을 더 포함할 수 있다. 그리고 예측 단위 (1518)는 좌상측 대각선 모드에 의하여 예측되므로 참조 샘플들 (T9 T16, L9 L16)에 의하여 예측된다.

예측 단위들 (1512, 1514, 1516, 1518)의 참조 샘플들은 필요에 따라 부호화 단위 (1510) 주변의 샘플들을 포함할 수 있다.

도 16에서 예측 단위들의 경계에 적용되는 평탄 필터가 설명된다. 도 16에는 예측 단위들의 예측에 수행된 후, 예측 단위들의 경계에 평탄 필터가 적용되는 인트라 예측 방법의 일 실시 예 (1600)가 도시되어 있다.

부호화 단위 (1610)은 4 개의 예측 단위 (1612, 1614, 1616, 1618) 들을 포함한다. 예측 단위들 (1612, 1614, 1616, 1618) 은 서로 다른 인트라 예측 모드에 의하여 예측되므로, 예측 단위들 (1612, 1614, 1616, 1618) 의 경계에 위치한 샘플들의 연속성이 낮다. 따라서 예측 단위들 (1612, 1614, 1616, 1618) 의 경계에 위치한 샘플들에 대하여 평탄 필터를 적용하여, 샘플들 간의 연속성을 증가시킬 수 있다.

평탄 필터는 3가지 조건에 따라서 여러 방법으로 적용될 수 있다. 첫 번째로 평탄 필터는 예측 단위 간의 경계로부터 얼마나 멀리 떨어진 샘플까지 적용되는지에 따라 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어 경계면 바로 옆의 샘플들에 대하여만 평탄 필터가 적용될 수 있다. 또 다른 예로 경계면으로부터 2 샘플 단위만큼 떨어진 샘플들까지 평탄 필터가 적용될 수 있다. 또 다른 예로 예측 단위의 크기에 따라 평탄 필터가 적용되는 샘플의 범위가 결정될 수 있다.

두 번째로 평탄 필터는 사용되는 필터의 탭 (tap) 수에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어 3탭 필터가 사용될 경우, 평탄 필터가 적용되는 샘플은 샘플의 좌측에 위치한 샘플 및 우측에 위치한 샘플에 따라 필터링된다. 다른 예로 5 탭 필터가 사용될 경우, 평탄 필터가 적용되는 샘플은 샘플의 좌측에 위치한 2개의 샘플 및 우측에 위치한 2개의 샘플에 따라 필터링된다.

세 번째로 평탄 필터는 사용되는 필터의 필터 계수에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 3탭 필터의 경우 필터 계수가 [a1, a2, a3]으로 결정될 수 있다. a2가 a1 및 a3에 비하여 클수록 필터링의 강도가 약해진다. 5탭 필터의 경우 필터 계수가 [a1, a2, a3, a4, a5]으로 결정될 수 있다. a3가 a1, a2, a4, 및 a5에 비하여 클수록 필터링의 강도가 약해진다. 예를 들어 필터 계수가 [1 4 6 4 1 ]인 5탭 필터의 필터링 강도는 필터 계수가 [1 2 10 2 1 ]인 5탭 필터의 필터링 강도보다 높다.

도 16의 일 실시 예 (1600)에 따르면, 예측 단위들 (1612, 1614, 1616, 1618)의 경계에 인접한 샘플들 (1620)에 대하여 평탄 필터가 적용된다. 상기 샘플들 (1620)에 대하여 평탄 필터가 적용됨으로써 부호화 단위 (1610)에 포함된 샘플들의 연속성이 증가된다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

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. 상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
   상기 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 상기 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 단계;
   상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정하는 단계; 및
   상기 예측값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원하는 단계를 포함하고,
   상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상위 블록은 부호화 단위고, 상기 복수의 하위 블록들은 상기 부호화 단위에 포함된 예측 단위들인 것은 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 참조 샘플들을 결정하는 단계는, 상기 상위 블록에 인접한 모든 샘플들을 상기 참조 샘플들로 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 참조 샘플들을 결정하는 단계는, 상기 상위 블록에 인접한 샘플들 중 상기 현재 하위 블록의 수평 방향에 위치한 샘플들 및 상기 현재 하위 블록의 수직 방향에 위치한 샘플들을 상기 참조 블록들로 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 비디오 복호화 방법은,
   상기 참조 샘플이 상기 상위 블록에 인접한 샘플들에 기초하여 결정되는지 여부를 나타내는 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득하는 단계를 더 포함하고,
   상기 참조 샘플들을 결정하는 단계는, 상기 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그가 상기 참조 샘플이 상기 상위 블록에 인접한 샘플들로 결정된다고 나타낼 때, 상기 상위 블록에 인접한 샘플들을 상기 현재 하위 블록의 상기 참조 샘플들로 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득하는 단계는, 상기 상위 블록 또는 상기 상위 블록의 상위 비디오 데이터에 대한 상위 블록 경계 인트라 예측 플래그를 획득하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 상위 블록에 포함된 모든 하위 블록에 대하여 상기 인트라 예측 모드 결정 단계, 상기 참조 샘플들 결정 단계, 및 상기 하위 블록 예측 단계가 수행됨으로써, 상기 상위 블록이 예측되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 현재 하위 블록은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록들과 병렬적으로 예측 및 복원되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 비디오 복호화 방법은,
   상기 예측된 현재 하위 블록과 상기 상위 블록에 포함된 다른 예측된 하위 블록들과의 경계면에 인접한 샘플들에 평탄 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는 비디오 복호화 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 현재 하위 블록을 복원하는 단계는 상기 복수의 하위 블록들을 포함하는 하나의 변환 단위로부터 레지듀얼 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
11. 상위 블록을 분할하여 생성된 복수의 하위 블록들 중 하나인 현재 하위 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부;
    상기 상위 블록의 인접 샘플들에 기초하여 상기 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 참조 샘플 결정부;
    상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측값들을 결정하는 예측부; 및
    상기 예측값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 복원하는 복원부를 포함하고,
    상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
12. 상위 블록에 인접한 샘플들로부터 상기 상위 블록에 포함된 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 단계;
    상기 참조 샘플들에 대하여 최적화된 상기 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들을 결정하는 단계; 및
    상기 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
13. 상위 블록에 인접한 샘플들로부터 상기 상위 블록에 포함된 현재 하위 블록의 참조 샘플들을 결정하는 참조 샘플 결정부;
    상기 참조 샘플들에 대하여 최적화된 상기 현재 하위 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부;
    상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 참조 샘플들을 이용하여 상기 현재 하위 블록에 포함된 현재 샘플들의 예측 값들을 결정하는 예측부; 및
    상기 예측 값들에 기초하여 상기 현재 하위 블록을 부호화하는 부호화부를 포함하고,
    상기 현재 하위 블록에 포함된 상기 현재 샘플들은 상기 상위 블록에 포함된 다른 하위 블록의 참조 샘플에서 제외되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
14. 제1항의 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
15. 제12항의 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.

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