KR20180095777A - Method and apparatus for parallel entropy encoding/decoding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔트로피 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to image processing, and more particularly, to an entropy encoding / decoding method and apparatus.
최근 HD(High Definition) 해상도를 가지는 방송 서비스가 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되면서, 많은 사용자들이 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지고 있으며 이에 따라 많은 기관들이 차세대 영상기기에 대한 개발에 박차를 가하고 있다. 또한 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서 보다 높은 해상도, 고화질의 영상에 대한 압축기술이 요구되고 있다.Recently, broadcasting service having high definition (HD) resolution has been expanded not only in domestic but also in the world, so that many users are accustomed to high definition and high definition video, and accordingly, many organizations are spurring development for next generation video equipment. In addition, with the increase of interest in UHD (Ultra High Definition) having resolution more than 4 times of HDTV in addition to HDTV, a compression technique for a higher resolution and a higher image quality is required.
영상 압축을 위해, 시간적으로 이전 및/또는 이후의 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 인터(inter) 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 인트라(intra) 예측 기술, 출현 빈도가 높은 심볼(symbol)에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 심볼에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등이 사용될 수 있다.An inter prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from temporally preceding and / or following pictures for image compression, prediction of pixel values included in the current picture using pixel information in the current picture An intra prediction technique, an entropy coding technique in which a short code is assigned to a symbol having a high appearance frequency and a long code is assigned to a symbol having a low appearance frequency.
본 발명의 기술적 과제는 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an image encoding method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency.
본 발명의 다른 기술적 과제는 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 복호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another aspect of the present invention is to provide an image decoding method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 엔트로피 부호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an entropy encoding method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 엔트로피 복호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an entropy decoding method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency.
1. 본 발명의 일 실시 형태는 엔트로피 복호화 방법이다. 상기 방법은 부호화기로부터 수신된 비트스트림의 헤더(header)로부터 스케쥴링 정보를 도출하는 단계, 상기 도출된 스케쥴링 정보를 이용하여, 상기 수신된 비트스트림을 구성하는 부분 비트스트림을 역 이진화(de-binarization) 순서에 따라 재정렬하는 단계, 상기 재정렬된 부분 비트스트림을 기반으로, 상기 비트스트림에 대응하는 빈(bin)을 도출하는 단계 및 상기 도출된 빈을 역 이진화하여 구문 요소(syntax element)를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 스케쥴링 정보는, 상기 수신된 비트스트림을 구성하는 부분 비트스트림 각각의 위치에 관한 정보 및 상기 부분 비트스트림의 역이진화 순서에 관한 정보를 포함한다.1. An embodiment of the present invention is an entropy decoding method. The method includes deriving scheduling information from a header of a bitstream received from an encoder, de-binarizing a partial bitstream constituting the received bitstream using the derived scheduling information, Deriving a bin corresponding to the bitstream based on the rearranged partial bitstream and dequantizing the derived bin to obtain a syntax element, Wherein the scheduling information includes information on the position of each of the partial bitstreams constituting the received bitstream and information on an inverse binarization order of the partial bitstream.
2. 1에 있어서, 상기 빈의 LPB(Least Probable Bin) 확률에 대한 전체 확률 구간은, 각각 대표 확률을 갖는 복수의 확률 구간으로 분류되고, 상기 부분 비트스트림은 적어도 하나의 코드워드로 구성되고, 상기 부분 비트스트림을 구성하는 코드워드는 동일한 대표 확률에 대응될 수 있다.2. The method of
3. 2에 있어서, 상기 빈 도출 단계는, 상기 수신된 비트스트림의 헤더로부터 코드워드 길이 정보를 도출하는 단계 및 상기 도출된 코드워드 길이 정보에 기반하여 상기 비트스트림에 대응하는 빈을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 코드워드 길이 정보는, 상기 복수의 확률 구간 각각의 대표 확률에 대한, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보일 수 있다.3. The method of
4. 3에 있어서, 상기 빈 도출 단계는, 상기 도출된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 상기 복수의 확률 구간 각각의 대표 확률에 대한, 코드워드-빈 매핑 테이블을 결정하는 단계 및 상기 결정된 코드워드-빈 매핑 테이블을 이용하여 상기 비트스트림에 대응하는 빈을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 4. The method of
5. 본 발명의 다른 실시 형태는 엔트로피 복호화 장치이다. 상기 장치는 부호화기로부터 수신된 비트스트림의 헤더(header)로부터 스케쥴링 정보를 도출하고, 상기 도출된 스케쥴링 정보를 이용하여, 상기 수신된 비트스트림을 구성하는 부분 비트스트림을 역 이진화(de-binarization) 순서에 따라 재정렬하는 비트스트림 결정기, 상기 재정렬된 부분 비트스트림을 기반으로, 상기 비트스트림에 대응하는 빈(bin)을 도출하는 빈 복호화기(bin decoder) 및 상기 도출된 빈을 역 이진화하여 구문 요소(syntax element)를 획득하는 역 이진화기(de-binarizer)를 포함하고, 상기 스케쥴링 정보는, 상기 수신된 비트스트림을 구성하는 부분 비트스트림 각각의 위치에 관한 정보 및 상기 부분 비트스트림의 역이진화 순서에 관한 정보를 포함한다.5. Another embodiment of the present invention is an entropy decoding apparatus. The apparatus derives scheduling information from a header of a bit stream received from an encoder and performs a de-binarization sequence of the partial bit streams constituting the received bit stream using the derived scheduling information A bin decoder for deriving a bin corresponding to the bitstream based on the rearranged partial bitstream, and a binarizer for binarizing the derived bin to generate a syntax element wherein the scheduling information includes at least one of information on the position of each of the partial bitstreams constituting the received bitstream and information on the position of each bitstream in the inverse binarization sequence of the partial bitstream. And the like.
6. 5에 있어서, 상기 빈의 LPB(Least Probable Bin) 확률에 대한 전체 확률 구간은, 각각 대표 확률을 갖는 복수의 확률 구간으로 분류되고, 상기 부분 비트스트림은 적어도 하나의 코드워드로 구성되고, 상기 부분 비트스트림을 구성하는 코드워드는 동일한 대표 확률에 대응될 수 있다.6. The method of
7. 6에 있어서, 상기 수신된 비트스트림의 헤더로부터 코드워드 길이 정보를 도출하는 코드워드 길이 계산기를 더 포함하고, 상기 빈 복호화기는 상기 도출된 코드워드 길이 정보에 기반하여 상기 비트스트림에 대응하는 빈을 도출할 수 있고, 상기 코드워드 길이 정보는, 상기 복수의 확률 구간 각각의 대표 확률에 대한, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보일 수 있다.7. The apparatus of
8. 7에 있어서, 상기 도출된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 상기 복수의 확률 구간 각각의 대표 확률에 대한, 코드워드-빈 매핑 테이블을 결정하는 매핑 테이블 결정기를 더 포함할 수 있고, 상기 빈 복호화기는 상기 결정된 코드워드-빈 매핑 테이블을 이용하여 상기 비트스트림에 대응하는 빈을 도출할 수 있다.8. The apparatus of
9. 본 발명의 또 다른 실시 형태는 영상 복호화 방법이다. 상기 방법은 부호화기로부터 수신된 비트스트림의 헤더(header)로부터 스케쥴링 정보를 도출하는 단계, 상기 도출된 스케쥴링 정보를 이용하여, 상기 수신된 비트스트림을 구성하는 부분 비트스트림을 역 이진화(de-binarization) 순서에 따라 재정렬하는 단계, 상기 재정렬된 부분 비트스트림을 기반으로, 상기 비트스트림에 대응하는 빈(bin)을 도출하는 단계, 상기 도출된 빈을 역 이진화하여 구문 요소(syntax element)를 획득하는 단계 및 상기 획득한 구문 요소를 이용하여 복원 영상을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 스케쥴링 정보는, 상기 수신된 비트스트림을 구성하는 부분 비트스트림 각각의 위치에 관한 정보 및 상기 부분 비트스트림의 역이진화 순서에 관한 정보를 포함한다.9. Another embodiment of the present invention is a video decoding method. The method includes deriving scheduling information from a header of a bitstream received from an encoder, de-binarizing a partial bitstream constituting the received bitstream using the derived scheduling information, Deriving a bin corresponding to the bitstream based on the rearranged partial bitstream, inverse binarizing the derived bin to obtain a syntax element, And generating a reconstructed image using the acquired syntax elements, wherein the scheduling information includes information on positions of partial bitstreams constituting the received bitstream and information on positions of the partial bitstreams inverse- As shown in FIG.
10. 9에 있어서, 상기 빈의 LPB(Least Probable Bin) 확률에 대한 전체 확률 구간은, 각각 대표 확률을 갖는 복수의 확률 구간으로 분류되고, 상기 부분 비트스트림은 적어도 하나의 코드워드로 구성되고, 상기 부분 비트스트림을 구성하는 코드워드는 동일한 대표 확률에 대응될 수 있다.10. The method of
11. 10에 있어서, 상기 빈 도출 단계는, 상기 수신된 비트스트림의 헤더로부터 코드워드 길이 정보를 도출하는 단계 및 상기 도출된 코드워드 길이 정보에 기반하여 상기 비트스트림에 대응하는 빈을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 코드워드 길이 정보는, 상기 복수의 확률 구간 각각의 대표 확률에 대한, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보일 수 있다.11. The method of
12. 11에 있어서, 상기 빈 도출 단계는, 상기 도출된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 상기 복수의 확률 구간 각각의 대표 확률에 대한, 코드워드-빈 매핑 테이블을 결정하는 단계 및 상기 결정된 코드워드-빈 매핑 테이블을 이용하여 상기 비트스트림에 대응하는 빈을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.12. The method of
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의하면, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.According to the image encoding method of the present invention, image encoding / decoding efficiency can be improved.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 의하면, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.According to the image decoding method of the present invention, image encoding / decoding efficiency can be improved.
본 발명에 따른 엔트로피 부호화 방법에 의하면, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.According to the entropy encoding method of the present invention, image encoding / decoding efficiency can be improved.
본 발명에 따른 엔트로피 복호화 방법에 의하면, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.According to the entropy decoding method of the present invention, image encoding / decoding efficiency can be improved.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 코드워드 길이 제한의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 표이다.
도 4는 본 발명에 따른 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링 방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a table schematically illustrating one embodiment of codeword length limitation in accordance with the present invention.
4 is a conceptual diagram schematically showing an embodiment of a scheduling method for a bitstream parsing process according to the present invention.
5 is a conceptual diagram schematically showing another embodiment of a scheduling method for a bitstream parsing process according to the present invention.
6 is a block diagram schematically showing an embodiment of a parallel entropy encoding apparatus according to the present invention.
7 is a block diagram schematically showing an embodiment of a parallel entropy decoding apparatus according to the present invention.
8 is a block diagram schematically showing another embodiment of the parallel entropy encoding apparatus according to the present invention.
9 is a block diagram schematically showing another embodiment of a parallel entropy decoding apparatus according to the present invention.
10 is a block diagram schematically showing another embodiment of a parallel entropy encoding apparatus according to the present invention.
11 is a block diagram schematically showing another embodiment of a parallel entropy decoding apparatus according to the present invention.
12 is a flowchart schematically showing an embodiment of a parallel entropy encoding method according to the present invention.
13 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a parallel entropy decoding method according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present disclosure rather unclear.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 아울러, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . In addition, the description of "including" a specific configuration in the present invention does not exclude a configuration other than the configuration, and means that additional configurations can be included in the practice of the present invention or the technical scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.In addition, the components shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, which does not mean that each component is composed of separate hardware or software constituent units. That is, each constituent unit is included in each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of the constituent units may be combined to form one constituent unit, or one constituent unit may be divided into a plurality of constituent units to perform a function. The integrated embodiments and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention, unless they depart from the essence of the present invention.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.In addition, some of the components are not essential components to perform essential functions in the present invention, but may be optional components only to improve performance. The present invention can be implemented only with components essential for realizing the essence of the present invention, except for the components used for the performance improvement, and can be implemented by only including the essential components except the optional components used for performance improvement Are also included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 영상 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽쳐 버퍼(190)를 포함한다. 1, the
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치(115)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(115)가 인터로 전환될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다.The
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.In the intra mode, the
인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다. 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. In the inter mode, the
감산기(125)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 변환부(130)는 잔차 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 그리고 양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터에 따라 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력할 수 있다. The
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터 값 등을 기초로 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림(bit stream)을 출력할 수 있다. The
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 성능이 높아질 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골룸(exponential golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. When entropy encoding is applied, a small number of bits are allocated to a symbol having a high probability of occurrence, and a large number of bits are allocated to a symbol having a low probability of occurrence, thereby expressing symbols, The size of the column can be reduced. Therefore, the compression performance of the image encoding can be enhanced through the entropy encoding. The
도 1의 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 인터 예측 부호화, 즉 화면 간 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서 양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환된다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록(Reconstructed Block)이 생성된다. Since the image encoding apparatus according to the embodiment of FIG. 1 performs inter prediction encoding, that is, inter-view prediction encoding, the currently encoded image needs to be decoded and stored for use as a reference image. Accordingly, the quantized coefficients are inversely quantized in the
복원 블록은 필터부(180)를 거치고, 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 적응적 인루프(in-loop) 필터로 불릴 수도 있다. 디블록킹 필터는 블록 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. SAO는 코딩 에러를 보상하기 위해 픽셀값에 적정 오프셋(offset) 값을 더해줄 수 있다. ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장될 수 있다.The restoration block passes through the
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
*도 2를 참조하면, 상기 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽쳐 버퍼(270)를 포함한다.2, the
영상 복호화 장치(200)는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 입력 받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다. 영상 복호화 장치(200)는 입력 받은 비트스트림으로부터 복원된 잔차 블록(reconstructed residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성할 수 있다.The
엔트로피 복호화부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다. 엔트로피 복호화 방법은 상술한 엔트로피 부호화 방법과 유사하다.The
엔트로피 복호화 방법이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 각 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 복호화 방법을 통해서 영상 복호화의 압축 성능이 높아질 수 있다. When the entropy decoding method is applied, a small number of bits are assigned to a symbol having a high probability of occurrence, and a large number of bits are assigned to a symbol having a low probability of occurrence, so that the size of a bit string for each symbol is Can be reduced. Therefore, the compression performance of the image decoding can be enhanced through the entropy decoding method.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 복원된 잔차 블록이 생성될 수 있다. The quantized coefficients are inversely quantized in the
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 인터 모드인 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. In the intra mode, the
복원된 잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 픽쳐 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.The reconstructed residual block and the prediction block are added through the
도 1 및 도 2에서 상술한 바와 같이, 부호화기 및 복호화기는 각각 엔트로피 부호화 및 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화/복호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화/복호화를 위해 사용되는 방법에는 지수 골룸, CAVLC, CABAC 등이 있을 수 있다.As described above with reference to FIGS. 1 and 2, the encoder and the decoder can perform entropy encoding and entropy decoding, respectively. When entropy encoding / decoding is applied, a small number of bits are allocated to a symbol having a high probability of occurrence, and a large number of bits are allocated to a symbol having a low probability of occurrence, thereby expressing a symbol, The size can be reduced. The methods used for entropy encoding / decoding may be exponential Gullum, CAVLC, CABAC, and the like.
예를 들어, 부호화기 및 복호화기에는 가변 길이 부호화(VLC) 테이블과 같은 엔트로피 부호화/복호화를 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고, 부호화기 및 복호화기는 저장된 가변 길이 부호화 테이블을 사용하여 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수 있다. For example, a table for performing entropy encoding / decoding such as a variable length coding (VLC) table may be stored in an encoder and a decoder, and an encoder and a decoder may perform entropy encoding / decoding using a stored variable length coding table. Can be performed.
부호화기 및 복호화기는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법 또는 확률 모델을 사용하여 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수도 있다. The encoder and the decoder may derive a binarization method of the object symbol and a probability model of the object symbol / bin, and then perform entropy encoding / decoding using the derived binarization method or probability model have.
여기서, 이진화(binarization)란 심볼의 값을 2진수의 열(bin sequence/string)로 표현하는 것을 의미한다. 빈(bin)은 심볼이 이진화를 통해 2진수의 열로 표현될 때, 각각의 2진수의 값(0 또는 1)을 의미한다. 확률 모델이란, 문맥 정보(context information)/문맥 모델(context model)을 통해서 도출될 수 있는 부호화/복호화 대상 심볼/빈의 예측된 확률을 의미한다. 문맥 정보/문맥 모델은 부호화/복호화 대상 심볼/빈의 확률을 결정하기 위한 정보를 말한다.Here, binarization means that the value of a symbol is represented by a binary sequence (bin sequence / string). A bin is a binary value (0 or 1) when a symbol is represented as a binary sequence through binarization. The probability model means a predicted probability of a symbol / bin to be encoded / decoded that can be derived through a context information / context model. The context information / context model is information for determining the probability of a symbol / bin to be encoded / decoded.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 부호화 방법은, 이진화되지 않은 심볼을 이진화(binarization)하여 빈으로 변환하고, 주변 및 부호화 대상 블록의 부호화 정보 혹은 이전 단계에서 부호화된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 부호화(arithmetic encoding)를 수행하여 비트스트림을 생성할 수 있다.More specifically, the CABAC entropy encoding method converts a non-binarized symbol into a bin, transforms the binarized symbol into a bin, and uses the encoding information of the surrounding and encoding target blocks or the symbol / And generate a bitstream by performing arithmetic encoding of the bin by predicting the probability of occurrence of the bin according to the determined context model.
즉, 부호화기/복호화기는 주변 블록의 부호화/복호화 정보와 이전 단계에서 부호화/복호화된 빈(bin)의 발생 확률을 이용하여 효과적으로 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 또한 부호화 단계에서 부호화기는 주변 블록의 부호화 정보를 통해 문맥 모델을 선택하고, 선택된 문맥 모델에 따라 발생된 빈의 발생 확률 정보를 업데이트할 수 있다.That is, the encoder / decoder can effectively perform entropy encoding / decoding using the encoding / decoding information of a neighboring block and the occurrence probability of a bin encoded / decoded in a previous stage. Also, in the encoding step, the encoder can select the context model through the encoding information of the neighboring blocks, and update the occurrence probability information of the generated beacon according to the selected context model.
HD급 이상의 크기를 가지는 UHD급 영상에 대해 단일 부호화기 및/또는 단일 복호화기가 사용되는 경우, 단일 프로세서에 요구되는 작업량이 매우 많고 영상 처리 속도가 매우 늦을 수 있다. 따라서, 부호화 및/또는 복호화 프로세스의 병렬화를 통해 부호화 효율을 향상시키는 방법이 제공될 수 있다. 이를 위해 움직임 보상, 영상 보간(interpolation), DCT(Discrete Cosine Transform), 양자화 등의 프로세스에 대한 병렬화 방법이 제공될 수 있으며, 상술한 엔트로피 부호화/복호화 프로세스에 대해서도 병렬화 방법이 적용될 수 있다.When a single encoder and / or a single decoder is used for a UHD class image having a size equal to or higher than the HD level, the amount of work required for a single processor may be very large and the image processing speed may be very slow. Therefore, a method of improving the coding efficiency through parallelization of the encoding and / or decoding process can be provided. For this, a parallelization method for processes such as motion compensation, interpolation, DCT (Discrete Cosine Transform), and quantization may be provided, and a parallelization method may be applied to the above entropy encoding / decoding process.
병렬 엔트로피 부호화/복호화는 복수 개의 엔트로피 부호화기 및/또는 복수 개의 엔트로피 복호화기를 이용하여 수행될 수 있다. 병렬 엔트로피 부호화/복호화를 위해 사용되는 기술에는, 가변 길이의 빈 시퀀스(bin sequence)를 가변 길이의 코드워드(codeword)로 매핑(mapping) 및/또는 변환(conversion)하는, PIPE(Probability Interval Partitioning Entropy) 및 V2V(Variable length to Variable length) 등이 있을 수 있다. PIPE 및 V2V 방식은 단일 엔트로피 부호화기/복호화기 및 병렬 엔트로피 부호화기/복호화기에 모두 적용될 수 있다.The parallel entropy encoding / decoding may be performed using a plurality of entropy encoders and / or a plurality of entropy decoders. Techniques used for parallel entropy encoding / decoding include Probability Interval Partitioning Entropy (PIPE), which maps and / or converts a variable length of a bin sequence to a variable length codeword, ) And variable length to variable length (V2V). The PIPE and V2V schemes can be applied to both a single entropy encoder / decoder and a parallel entropy encoder / decoder.
병렬 엔트로피 부호화/복호화 과정에서 빈(bin)의 확률은 양자화 간격에 따라 나누어질 수 있다. 나누어진 각각의 확률 구간들은 부호화기 측에서 각각의 확률 구간에 대응되는 빈(bin) 부호화기에 할당될 수 있으며, 복호화기 측에서 각각의 확률 구간에 대응되는 빈(bin) 복호화기에 할당될 수 있다. 또한 나누어진 각각의 확률 구간에는 상기 각각의 확률 구간에 대응되는 대표 확률 값이 존재할 수 있다. PIPE 또는 V2V 기술이 병렬 엔트로피 부호화/복호화에 사용되는 경우, 복수 개의 엔트로피 부호화기/복호화기는, 각각 이에 할당된 LPB(Least Probable Bin) 확률 구간 및 상기 확률 구간에 대응되는 대표 LPB 확률 값을 이용하여 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 여기서, LPB는 0과 1의 빈의 값 중 더 적게 나타나는 빈의 값을 의미할 수 있다. 이하, 후술되는 실시예들에서, 확률 구간은 LPB 확률 구간을 의미할 수 있고, 대표 확률은 대표 LPB 확률을 의미할 수 있다.The probability of a bin in the parallel entropy encoding / decoding process can be divided according to the quantization interval. Each of the divided probability intervals may be allocated to a bin decoder corresponding to each probability interval on the encoder side and may be allocated to a bin decoder corresponding to each probability interval on the decoder side. Also, a representative probability value corresponding to each of the probability intervals may exist in each of the divided probability intervals. When a PIPE or V2V technique is used for parallel entropy encoding / decoding, a plurality of entropy encoders / decoders are coded using the LPB (Least Probable Bin) probability interval allocated thereto and the representative LPB probability value corresponding to the probability interval / Decryption can be performed. Here, LPB may mean a value of a bin that is less than the value of 0 and 1. Hereinafter, in the following embodiments, the probability interval may mean the LPB probability interval, and the representative probability may mean the representative LPB probability.
부호화기에서, 병렬화된 각각의 엔트로피 부호화기는 고정된 대표 확률로 빈을 코딩하고, 부호화기는 출력인 코드워드의 집합을 비트스트림의 형태로 복호화기로 전송할 수 있다. 예를 들어, 부호화기는 부호화 대상 심볼을 이진화하여 빈으로 변환하고, 문맥 모델러 및/또는 확률 예측기를 통해 부호화 대상 빈 각각에 대한 LPB 확률 값을 예측 및/또는 도출할 수 있다. 부호화기는 문맥 모델러 및/또는 확률 예측기를 통해 예측된 LPB 확률 값을 이용하여, 빈 각각에 대한 확률 구간 및 확률 구간 각각에 대한 대표 LPB 확률을 도출할 수 있다. 각각의 빈은, 이에 대응되는 확률 구간이 할당된 빈 부호화기에서 엔트로피 부호화될 수 있다. 이 때, 각각의 빈 부호화기에 입력된 빈 시퀀스(bin sequence)는 코드워드 테이블에 의해 코드워드로 변환될 수 있다. 즉, 각각의 빈 부호화기에 입력된 빈 시퀀스는 코드워드 테이블 매핑을 통해, 코드워드 형태로 출력될 수 있다. 출력된 코드워드는 비트스트림에 포함되어, NAL(Network Abstraction Layer) 단위로 복호화기로 전송될 수 있다. In the encoder, each parallelized entropy encoder codes a bean with a fixed representative probability, and the encoder can transmit a set of output codewords to a decoder in the form of a bitstream. For example, the encoder may binarize a to-be-encoded symbol and convert it into a bin, and predict and / or derive an LPB probability value for each of the to-be-encoded bins through a context modeler and / or a probability predictor. The encoder can derive a representative LPB probability for each of the probability interval and the probability interval for each bin using the LPB probability value predicted through the context modeler and / or the probability predictor. Each bin may be entropy encoded in a bin encoder that is assigned a corresponding probability interval. At this time, the bin sequence input to each empty encoder can be converted into a codeword by the codeword table. That is, the empty sequence input to each empty encoder can be output in the form of a code word through code word table mapping. The output codeword may be included in the bitstream and transmitted to the decoder in units of Network Abstraction Layer (NAL).
복호화기로 전송된 비트스트림은 복호화기에 의해 파싱(parsing)될 수 있다. 파싱 과정에서, 복호화기는 가변 길이의 코드워드를 가변 길이의 빈 시퀀스로 매핑 및/또는 변환시킬 수 있다. 이 때, 각각의 빈에 대한 비교 과정에서, 오버헤드가 발생할 수 있다. The bit stream transmitted to the decoder may be parsed by a decoder. In the parsing process, the decoder may map and / or convert variable-length codewords into a variable-length, empty sequence. At this time, in the comparison process for each bin, overhead may occur.
또한, 부호화기에 포함된 엔트로피 부호화기의 개수는 복호화기에 포함된 엔트로피 복호화기의 개수와 서로 다를 수 있고, 예를 들어, 부호화된 비트스트림이 복호화기로 전송되어 복호화되는 경우, 엔트로피 복호화기의 개수가 엔트로피 부호화기의 개수보다 작을 수 있다. 이 때, 일례로 각각의 엔트로피 복호화기는 하나의 대표 확률에 대응되는 비트스트림을 파싱(parsing)한 후, 다른 대표 확률에 대응되는 비트스트림을 파싱할 수 있다. 파싱 후에 각각의 빈은 역이진화(de-binarization) 과정을 통해 의미 있는 구문 요소(syntax element)의 값으로 복호화되므로, 상술한 파싱 과정은, 역이진화 단계의 지연을 야기할 수 있으며, 이는 전체 엔트로피 복호화 속도에 큰 영향을 미칠 수 있다. Also, the number of entropy encoders included in the encoder may be different from the number of entropy decoders included in the decoder. For example, when the encoded bitstream is transmitted to and decoded by the decoder, if the number of entropy decoders is less than the number of entropy decoders May be smaller than the number of encoders. In this case, for example, each entropy decoder may parse a bitstream corresponding to one representative probability and then parse a bitstream corresponding to another representative probability. Since each bin after parsing is decoded into a value of a meaningful syntax element through a de-binarization process, the parsing process described above can cause a delay in the inverse binarization step, It may have a great influence on the decoding speed.
역이진화 단계에서의 지연을 감소시키기 위해, 부호화기에 포함된 각각의 엔트로피 부호화기는, 비트스트림 내의 복호화 가능 위치에 관한 정보를 상기 비트스트림의 헤더에 추가할 수 있으며, 복호화 가능 위치에 관한 정보가 헤더에 포함된 비트스트림이 복호화기로 전송될 수 있다. 본 명세서에서 상기 복호화 가능 위치는, 최소 단위 비트스트림에서 엔트로피 복호화가 시작되는 지점 및/또는 엔트로피 복호화가 끝나는 지점을 의미할 수 있다. 또한, 상기 최소 단위 비트스트림은, 부호화기에서 복호화기로 전송되는 비트스트림 내에서, 엔트로피 복호화가 수행되는 최소 단위를 나타낼 수 있으며, 예를 들어 상기 최소 단위 비트스트림은 하나의 코드워드(codeword)에 대응될 수 있다. 이 때, 각각의 엔트로피 복호화기는, 비트스트림 전체의 시작 지점이 아닌, 비트스트림의 중간 지점(예를 들어, 최소 단위 비트스트림의 시작 지점)에서부터 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 복호화기는 비트스트림의 헤더에 포함된 복호화 가능 위치에 관한 정보를 이용하여, 각 엔트로피 복호화기에서의 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링(scheduling)을 수행할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 복호화 가능 위치에 관한 정보가 이용되는 경우에도, 파싱 후 역이진화가 수행되기 전의 빈(bin)은 의미 있는 구문 요소의 값으로 인식될 수 없으므로, 역이진화 단계에서 지연이 발생할 수 있으며 엔트로피 복호화기의 출력이 지연될 수 있다. To reduce the delay in the inverse binarization step, each entropy encoder included in the encoder may add information on the decodable position in the bitstream to the header of the bitstream, and information on the decodable position may be added to the header May be transmitted to the decoder. In this specification, the decodable position may indicate a point at which entropy decoding starts in the minimum unit bit stream and / or a point where entropy decoding ends. In addition, the minimum unit bitstream may indicate a minimum unit in which the entropy decoding is performed in the bitstream transmitted from the encoder to the decoder. For example, the minimum unit bitstream corresponds to one codeword . At this time, each of the entropy decoders can perform entropy decoding from the midpoint of the bitstream (for example, the start point of the minimum unit bitstream) rather than the beginning point of the entire bitstream. The decoder may perform scheduling for a bitstream parsing process in each entropy decoder using information on the decodable position included in the header of the bitstream. However, even when the information on the decodable position is used as described above, since the bin before the post-reverse binarization is performed can not be recognized as the value of the meaningful syntax element, a delay occurs in the inverse binarization step And the output of the entropy decoder may be delayed.
상술한 바와 같이 파싱 과정 및 역이진화 과정에서 지연이 발생하는 경우, 병렬 엔트로피 부호화/복호화 속도가 감소될 수 있다. 따라서, 파싱 과정 및 역이진화 과정에서 발생하는 지연을 최소화할 수 있는 병렬 엔트로피 부호화/복호화 방법이 요구된다.As described above, when a delay occurs in the parsing process and the inverse binarization process, the parallel entropy encoding / decoding rate can be reduced. Accordingly, there is a need for a parallel entropy encoding / decoding method capable of minimizing the delay caused in the parsing process and the inverse binarization process.
도 3은 본 발명에 따른 코드워드 길이 제한의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 표이다. 도 3은 대표 LPB 확률이 될 수 있는 LPB의 고정 확률 값 각각에 대한, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 도시한다.3 is a table schematically illustrating one embodiment of codeword length limitation in accordance with the present invention. Figure 3 shows the minimum and maximum lengths of codewords for each fixed-probability value of the LPB that can be representative of LPB probabilities.
엔트로피 부호화기의 출력인 코드워드가 생성될 때, 코드워드의 길이는 가변적인 값을 가질 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 복호화기에서 가변 길이의 코드워드가 가변 길이의 빈 시퀀스로 변환 및/또는 매핑되는 경우에는 많은 연산량이 요구되므로, 코드워드 파싱 과정에서 오버헤드가 발생할 수 있다. 따라서, 소정의 고정된 길이의 코드워드가 사용될 수도 있으며, 이 경우, 복호화기의 파싱 속도가 향상될 수 있다. 그러나, 소정의 고정된 길이의 코드워드가 사용되는 경우에는, 부호화 효율이 감소된다는 문제점이 발생할 수 있다.When a codeword that is the output of an entropy encoder is generated, the length of the codeword may have a variable value. However, as described above, when a variable length codeword is converted and / or mapped to a variable length empty sequence in the decoder, a large amount of computation is required, so that an overhead may occur in the codeword parsing process. Thus, a predetermined fixed length codeword may be used, in which case the parsing rate of the decoder may be improved. However, when a predetermined fixed length codeword is used, a problem may occur that the coding efficiency is reduced.
따라서, 파싱 과정에서 발생하는 오버헤드를 감소시키기 위해, 코드워드의 길이가 최소 길이 이상, 최대 길이 이하로 제한될 수 있다. 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이는, 병렬 엔트로피 부호화기가 갖는 대표 LPB 확률 각각에 대해 정의될 수 있다. 즉, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이는, 부호화기 내의 각각의 엔트로피 부호화기가 갖는 대표 LPB 확률 값을 고려하여 정의될 수 있다. Therefore, in order to reduce the overhead incurred in the parsing process, the length of the codeword can be limited to a minimum length or more and a maximum length or less. The minimum length and the maximum length of the codeword can be defined for each representative LPB probability of the parallel entropy encoder. That is, the minimum length and the maximum length of the codeword can be defined in consideration of the representative LPB probability value of each entropy encoder in the encoder.
예를 들어, 부호화기는 코드워드 길이 계산기를 포함할 수 있다. 상기 코드워드 길이 계산기는, 대표 확률이 될 수 있는 고정 확률 값 각각에 대해, 부호화 효율을 고려하여 최적의 코드워드 길이(최소 길이 및 최대 길이)를 도출할 수 있다. 이 때, 부호화기에 포함된 각각의 엔트로피 부호화기는, 이에 대응되는 대표 확률 값에 따라, 최소 길이 이상, 최대 길이 이하의 길이를 갖는 코드워드를 생성할 수 있다. 도 3은 도출된 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이의 실시예를 도시한다. For example, the encoder may include a codeword length calculator. The codeword length calculator can derive an optimal codeword length (minimum length and maximum length) considering coding efficiency for each of the fixed probability values that can be representative. At this time, each of the entropy encoders included in the encoder can generate a codeword having a length equal to or smaller than the minimum length and equal to or smaller than the maximum length according to the representative probability value corresponding thereto. Figure 3 shows an embodiment of the minimum length and maximum length of the derived codeword.
도 3을 참조하면, 각각의 고정 확률 값에 대해, 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이가 도출될 수 있다. 예를 들어, 고정 확률 값이 0.5인 경우, 코드워드의 최대 길이는 8, 코드워드의 최소 길이는 6일 수 있다. 또한, 고정 확률 값이 0.005인 경우, 코드워드의 최대 길이는 13, 코드워드의 최소 길이는 1일 수 있다. Referring to FIG. 3, for each fixed probability value, the maximum and minimum lengths of codewords can be derived. For example, if the fixed probability value is 0.5, the maximum length of the codeword may be 8, and the minimum length of the codeword may be 6. Further, when the fixed probability value is 0.005, the maximum length of the codeword may be 13, and the minimum length of the codeword may be 1.
또한, 도 3의 실시예에서는, 고정 확률 값이 높을수록, 코드워드의 최대 길이 값이 작고 최소 길이 값이 클 수 있다. 따라서, LPB의 고정 확률 값이 클수록 코드워드 길이 값의 분산이 적고, LPB의 고정 확률 값이 작을수록 코드워드 길이 값의 분산이 클 수 있다.Also, in the embodiment of FIG. 3, the higher the fixed probability value, the smaller the maximum length value of the codeword and the larger the minimum length value. Therefore, as the fixed probability value of the LPB is larger, the variance of the codeword length value is smaller and the variance of the codeword length value is larger as the fixed probability value of the LPB is smaller.
고정 확률 값 각각에 대해 도출되는 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이는, 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 경우에 따라 다양한 형태로 도출될 수 있다. 이하, 부호화기에서 도출되는 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보는, 코드워드 길이 정보라 한다.The minimum length and the maximum length of the code word derived for each of the fixed probability values are not limited to the above-described embodiments, and can be derived in various forms in some cases. Hereinafter, the information on the minimum length and maximum length of the codeword derived from the encoder is referred to as codeword length information.
부호화기에서 도출된 코드워드 길이 정보는, 비트스트림의 헤더에 포함되어 복호화기로 전송될 수 있다. 이 때, 복호화기는 전송된 코드워드 길이 정보를 이용하여 코드워드를 빈 시퀀스로 매핑시키거나 변환할 수 있으며, 병렬 엔트로피 복호화 속도가 향상될 수 있다.The codeword length information derived from the encoder may be included in the header of the bitstream and transmitted to the decoder. At this time, the decoder can map or convert codewords into an empty sequence using the transmitted codeword length information, and the parallel entropy decoding speed can be improved.
도 4는 본 발명에 따른 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 4 is a conceptual diagram schematically showing an embodiment of a scheduling method for a bitstream parsing process according to the present invention.
도 4는 부호화기에 포함된 빈(bin) 부호화기의 개수와 복호화기에 포함된 빈(bin) 복호화기의 개수가 동일한 경우의 스케쥴링 방법을 도시한다. 도 4의 실시예에서, 빈 부호화기의 개수와 빈 복호화기의 개수는 각각 4개라 가정한다.FIG. 4 illustrates a scheduling method when the number of bin encoders included in an encoder is equal to the number of bin decoders included in a decoder. In the embodiment of FIG. 4, it is assumed that the number of empty encoders and the number of empty decoders are four, respectively.
도 4의 410은 부호화기에서 출력되어 복호화기로 전송되는 비트스트림의 일 실시예를 나타낸다. 상기 비트스트림을 구성하는 각각의 블록(점선으로 구분된 블록)은 최소 단위 비트스트림을 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 각각의 최소 단위 비트스트림은 하나의 코드워드에 대응될 수 있다. 각 최소 단위 비트스트림에 표시된 번호는, 파싱 후에 역이진화가 수행되는 순서를 나타낼 수 있다. 또한, 도 4의 411, 413, 415, 417 각각은, 하나의 빈 부호화기의 대표 확률에 대응되는, 모든 최소 단위 비트스트림의 집합을 나타낼 수 있다. 이하, 하나의 대표 확률 및/또는 하나의 확률 구간에 대응되는 모든 최소 단위 비트스트림의 집합은 대표 확률 단위 비트스트림이라 한다.
도 4의 420은 도 410의 비트스트림을 4개의 빈 복호화기의 코어(core)에 할당하는 방법의 일 실시예를 도시한다. 도 4의 420을 참조하면, 하나의 대표 확률 단위 비트스트림은 하나의 빈 복호화기의 코어에 할당될 수 있다. 여기서, 코어는 연산을 수행하는 프로세서(processor)를 의미할 수 있다. 이 때, 각각의 빈 복호화기는, 이에 할당된 대표 확률 단위 비트스트림에 대하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 420 of FIG. 4 shows an embodiment of a method of allocating the bitstream of FIG. 410 to the cores of four empty decoders. Referring to 420 of FIG. 4, one representative probability unit bitstream may be allocated to a core of one bin decoder. Here, the core may mean a processor for performing an operation. At this time, each bin decoder can perform entropy decoding on the representative probability unit bit stream allocated thereto.
파싱 후에 각각의 빈은 역이진화 과정을 통해 의미 있는 구문 요소의 값으로 복호화될 수 있다. 이 때, 비트스트림이 빈 시퀀스로 변환되는 파싱 과정은, 역이진화 과정과는 별개로, 독립적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 비트스트림이 빈 시퀀스로 변환되는 순서와 역이진화가 수행되는 순서는 각각 별개로 정해질 수 있다. 따라서, 도 4의 420에서는 역이진화 단계에서 필요한 빈에 대한 파싱이 지연되어, 역이진화 과정의 지연이 발생할 수 있다. 즉, 도 4의 420의 실시예에 의한 파싱 과정은, 역이진화 단계의 지연을 야기할 수 있으며, 이는 전체 엔트로피 복호화기의 지연을 발생시킬 수 있다. 따라서, 역이진화 과정에서 발생되는 지연을 감소시킬 수 있는 엔트로피 복호화 방법이 제공될 수 있다.After parsing, each bean can be decoded into a value of a meaningful syntax element through an inverse binarization process. At this time, the parsing process of converting the bit stream into the empty sequence can be performed independently of the inverse binarization process. For example, the order in which the bitstreams are converted to the empty sequence and the order in which the inverse binarization is performed can be determined separately. Therefore, at 420 in FIG. 4, the parsing of the bin required in the inverse binarization step is delayed, and the inverse binarization process may be delayed. That is, the parsing process according to the
도 4의 430은 부호화기에서 출력되어 복호화기로 전송되는 비트스트림의 다른 실시예를 나타낸다. 상기 비트스트림을 구성하는 각각의 블록(점선으로 구분된 블록)은 최소 단위 비트스트림을 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 각각의 최소 단위 비트스트림은 하나의 코드워드에 대응될 수 있다. 각 최소 단위 비트스트림에 표시된 번호는, 파싱 후에 역이진화가 수행되는 순서를 나타낼 수 있다. 또한, 도 4의 433, 435, 437, 439 각각은, 대표 확률 단위 비트스트림을 나타낼 수 있다.
또한, 도 4의 430의 비트스트림 헤더(431)는 비트스트림 파싱 과정의 스케쥴링을 위한, 스케쥴링 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 스케쥴링은 심볼의 구문 요소에 대한 역이진화 순서를 고려하여, 비트스트림을 재정렬하는 프로세스를 의미할 수 있다. 스케쥴링이 수행되면, 재정렬된 비트스트림이 빈 복호화기에 할당될 수 있다. 스케쥴링 정보의 구체적인 실시예는 후술된다.In addition, the
도 4의 440은 도 430의 비트스트림을 4개의 빈 복호화기의 코어에 할당하는 방법의 실시예를 도시한다. 440 shows an embodiment of a method of allocating the bitstream of FIG. 430 to the cores of four empty decoders.
도 4의 440을 참조하면, 하나의 대표 확률 단위 비트스트림은 복수 개의 부분 비트스트림으로 분류 및/또는 분할될 수 있다. 여기서 부분 비트스트림은, 비트스트림 재정렬을 위해, 부호화기에서 결정되는 엔트로피 복호화 단위를 나타낼 수 있으며, 하나의 부분 비트스트림은 한 개 또는 복수 개의 최소 단위 비트스트림을 포함할 수 있다. 대표 확률 단위 비트스트림이 부분 비트스트림으로 분할된 경우, 각각의 엔트로피 복호화기는, 대표 확률 단위 비트스트림 전체의 시작 지점이 아닌, 비트스트림의 중간 지점(예를 들어, 부분 비트스트림의 시작 지점)에서 파싱을 시작할 수 있다.Referring to 440 of FIG. 4, one representative probability unit bitstream may be classified and / or divided into a plurality of partial bitstreams. Here, the partial bitstream may represent an entropy decoding unit determined by an encoder for bitstream reordering, and one partial bitstream may include one or a plurality of minimum unit bitstreams. When the representative probability unit bitstream is divided into partial bitstreams, each entropy decoder is not a starting point of the entirety of the representative probability unit bitstream, but is located at the midpoint of the bitstream (e.g., the starting point of the partial bitstream) You can start parsing.
복호화기는 심볼의 구문 요소에 대한 역이진화 순서를 고려하여, 역이진화 과정에서 우선적으로 필요한 빈이 먼저 파싱될 수 있도록, 부분 비트스트림을 재정렬하여 각각의 빈 복호화기에 할당되는 비트스트림을 결정할 수 있다. 이 때, 복호화기는 빈 복호화기의 개수를 고려하여, 복수의 빈 복호화기가 서로 비슷한 작업량을 가질 수 있도록 비트스트림을 할당할 수 있다. The decoder may determine a bitstream to be allocated to each bin decoder by rearranging the partial bitstreams so that binaries required for priority in the inverse binarization process can be parsed first considering the inverse binarization order of the syntax elements of the symbols. In this case, the decoder may allocate a bitstream so that a plurality of binarizers may have similar workloads in consideration of the number of empty encoders.
대표 확률 단위 비트스트림이 부분 비트스트림으로 분할 및/또는 분류되는 지점은 부호화기에서 결정될 수 있으며, 각각의 대표 확률 단위 비트스트림 및/또는 각각의 부분 비트스트림에 대한 파싱의 우선순위도 부호화기에서 결정될 수 있다. 상기 결정 과정에서, 부호화기는 심볼의 구문 요소에 대한 역이진화 순서를 고려하여, 부분 비트스트림 및 우선순위를 결정할 수 있다.The point at which the representative probability unit bit stream is divided and / or classified into the partial bit stream can be determined by the encoder, and the priority of parsing for each representative probability bit stream and / or each partial bit stream can also be determined in the encoder have. In the determination process, the encoder can determine the partial bit stream and the priority in consideration of the inverse binarization order of the syntax elements of the symbol.
이하, 본 명세서에서 대표 확률 단위 비트스트림이 부분 비트스트림으로 분할 및/또는 분류되는 지점에 관한 정보는 부분 비트스트림 정보라 하고, 각각의 대표 확률 단위 비트스트림 및/또는 각각의 부분 비트스트림에 대한 파싱의 우선순위에 관한 정보는 우선순위 정보라 한다. 상술한 스케쥴링 정보는 상기 부분 비트스트림 정보 및 상기 우선순위 정보를 포함할 수 있으며, 스케쥴링을 위해 필요한 추가 정보가 존재하는 경우, 상기 추가 정보를 포함할 수도 있다.Hereinafter, the information on the point where the representative probability unit bit stream is divided and / or classified into the partial bit stream is referred to as partial bit stream information, and information on each representative probability unit bit stream and / Information on the priority of parsing is called priority information. The above-described scheduling information may include the partial bitstream information and the priority information, and may include the additional information if there is additional information required for scheduling.
스케쥴링 정보가 결정되면, 엔트로피 부호화기는 상기 결정된 스케쥴링 정보를 비트스트림의 헤더(431)에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. 복호화기는 전송된 스케쥴링 정보를 기반으로, 우선 순위가 높은 대표 확률 단위 비트스트림 및/또는 우선 순위가 높은 부분 비트스트림을 인식할 수 있고, 부분 비트스트림 단위로 파싱을 수행할 수 있다. 복호화기는 스케쥴링 정보를 기반으로 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링을 수행하여, 역이진화 단계에서 발생되는 지연을 최소화할 수 있다. Once the scheduling information is determined, the entropy encoder may add the determined scheduling information to the
상술된 방법에 의하면, 복호화기에 포함된 복수의 빈 복호화기 간에 원활한 작업 분배가 이루어질 수 있고, 역이진화 단계에서의 지연이 최소화될 수 있다. 따라서, 병렬 엔트로피 복호화기에서의 출력 지연이 최소화될 수 있고, 엔트로피 복호화 수행 과정이 고속화될 수 있다.According to the above-described method, smooth job distribution can be performed between a plurality of empty decoders included in the decoder, and delay in the inverse binarization step can be minimized. Therefore, the output delay in the parallel entropy decoder can be minimized, and the process of performing entropy decoding can be speeded up.
도 5는 본 발명에 따른 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링 방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 5 is a conceptual diagram schematically showing another embodiment of a scheduling method for a bitstream parsing process according to the present invention.
도 5는 복호화기에 포함된 빈(bin) 복호화기의 개수가 부호화기에 포함된 빈(bin) 부호화기의 개수보다 작은 경우의 스케쥴링 방법을 도시한다. 도 5의 실시예에서, 빈 부호화기의 개수는 4개, 빈 복호화기의 개수는 3개라 가정한다.FIG. 5 illustrates a scheduling method when the number of bin decoders included in the decoder is smaller than the number of bin encoders included in the encoder. In the embodiment of FIG. 5, it is assumed that the number of empty encoders is four and the number of empty decoders is three.
도 5의 510은 부호화기에서 출력되어 복호화기로 전송되는 비트스트림의 실시예를 나타낸다. 상기 비트스트림을 구성하는 각각의 블록(점선으로 구분된 블록)은 최소 단위 비트스트림을 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 각각의 최소 단위 비트스트림은 하나의 코드워드에 대응될 수 있다. 각 최소 단위 비트스트림에 표시된 번호는, 파싱 후에 역이진화가 수행되는 순서를 나타낼 수 있다. 또한, 도 5의 511, 513, 515, 517 각각은, 대표 확률 단위 비트스트림을 나타낼 수 있다. 도 5의 510에서는 총 4개의 대표 확률 단위 비트스트림이 존재할 수 있다.
도 5의 520은 도 510의 비트스트림을 3개의 빈 복호화기의 코어(core)에 할당하는 방법의 실시예를 도시한다. 도 5의 520을 참조하면, 하나의 대표 확률 단위 비트스트림은 하나의 빈 복호화기의 코어에 할당될 수 있다. 이 때, 각각의 빈 복호화기는, 이에 할당된 대표 확률 단위 비트스트림에 대하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 520 of FIG. 5 shows an embodiment of a method of allocating the bitstream of FIG. 510 to the core of three empty decoders. Referring to 520 of FIG. 5, one representative probability unit bitstream may be allocated to a core of one bin decoder. At this time, each bin decoder can perform entropy decoding on the representative probability unit bit stream allocated thereto.
도 5의 520에서, 빈 복호화기의 개수는 3개이므로, 파싱이 시작될 때에는, 3개의 빈 복호화기에 각각 하나의 대표 확률 단위 비트스트림이 할당될 수 있다. 이 때, 빈 복호화기에 할당되지 못한 대표 확률 단위 비트스트림은, 빈 복호화기에 할당된 3개의 대표 확률 단위 비트스트림 중 적어도 하나가 모두 파싱된 후에, 파싱될 수 있다. 이 경우, 역이진화 우선순위가 높은 빈이 역이진화 우선순위가 낮은 빈보다 늦게 파싱되어, 역이진화 과정에서 지연이 발생할 수 있다. 즉, 도 5의 520의 실시예에 의한 파싱 과정은, 역이진화 단계의 지연을 야기할 수 있으며, 이는 전체 엔트로피 복호화기의 지연을 발생시킬 수 있다. 따라서, 역이진화 과정에서 발생되는 지연을 감소시킬 수 있는 엔트로피 복호화 방법이 제공될 수 있다.In 520 of FIG. 5, since the number of empty decoders is three, when starting parsing, one representative probability unit bit stream may be allocated to each of three empty decoders. At this time, the representative probability unit bit stream that is not allocated to the bin decoder may be parsed after at least one of the three representative probability unit bit streams allocated to the bin decoder is all parsed. In this case, a bin having a high inverse binarization priority may be parsed later than a bin having a low inverse binarization priority, and a delay may occur in the inverse binarization process. That is, the parsing process according to the
도 5의 530은 부호화기에서 출력되어 복호화기로 전송되는 비트스트림의 다른 실시예를 나타낸다. 상기 비트스트림을 구성하는 각각의 블록(점선으로 구분된 블록)은 최소 단위 비트스트림을 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 각각의 최소 단위 비트스트림은 하나의 코드워드에 대응될 수 있다. 각 최소 단위 비트스트림에 표시된 번호는, 파싱 후에 역이진화가 수행되는 순서를 나타낼 수 있다. 또한, 도 5의 533, 535, 537, 539 각각은, 대표 확률 단위 비트스트림을 나타낼 수 있다.
또한, 도 5의 530의 비트스트림 헤더(531)는 비트스트림 파싱 과정의 스케쥴링을 위한, 스케쥴링 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스케쥴링 정보는 부분 비트스트림 정보 및 우선순위 정보를 포함할 수 있으며, 스케쥴링을 위해 필요한 추가 정보가 존재하는 경우, 상기 추가 정보를 포함할 수도 있다. 스케쥴링이 수행되면, 재정렬된 비트스트림이 3개의 빈 복호화기에 할당될 수 있다. In addition, the
도 5의 540은 도 530의 비트스트림을 3개의 빈 복호화기의 코어에 할당하는 방법의 실시예를 도시한다. 540 illustrates an embodiment of a method for allocating the bitstream of FIG. 530 to the cores of three empty decoders.
도 5의 540을 참조하면, 하나의 대표 확률 단위 비트스트림은 복수 개의 부분 비트스트림으로 분류 및/또는 분할될 수 있다. 여기서, 하나의 부분 비트스트림은 한 개 또는 복수 개의 최소 단위 비트스트림을 포함할 수 있다. 대표 확률 단위 비트스트림이 부분 비트스트림으로 분할된 경우, 각각의 엔트로피 복호화기는, 대표 확률 단위 비트스트림 전체의 시작 지점이 아닌, 비트스트림의 중간 지점(예를 들어, 부분 비트스트림의 시작 지점)에서 파싱을 시작할 수 있다.Referring to 540 of FIG. 5, one representative probability unit bitstream may be classified and / or divided into a plurality of partial bitstreams. Here, one partial bitstream may include one or a plurality of minimum unit bitstreams. When the representative probability unit bitstream is divided into partial bitstreams, each entropy decoder is not a starting point of the entirety of the representative probability unit bitstream, but is located at the midpoint of the bitstream (e.g., the starting point of the partial bitstream) You can start parsing.
복호화기는 심볼의 구문 요소에 대한 역이진화 순서를 고려하여, 역이진화 과정에서 우선적으로 필요한 빈이 먼저 파싱될 수 있도록, 부분 비트스트림을 재정렬하여 각각의 빈 복호화기에 할당되는 비트스트림을 결정할 수 있다. 이 때, 복호화기는 빈 복호화기의 개수를 고려하여, 복수의 빈 복호화기가 서로 비슷한 작업량을 가질 수 있도록 비트스트림을 할당할 수 있다. The decoder may determine a bitstream to be allocated to each bin decoder by rearranging the partial bitstreams so that binaries required for priority in the inverse binarization process can be parsed first considering the inverse binarization order of the syntax elements of the symbols. In this case, the decoder may allocate a bitstream so that a plurality of binarizers may have similar workloads in consideration of the number of empty encoders.
상술된 스케쥴링 과정을 수행하기 위해 필요한, 스케쥴링 정보(부분 비트스트림 정보 및 우선순위 정보)는 부호화기에서 결정될 수 있다. 상기 결정 과정에서, 부호화기는 심볼의 구문 요소에 대한 역이진화 순서를 고려하여, 부분 비트스트림 및 우선순위를 결정할 수 있다. 스케쥴링 정보가 결정되면, 엔트로피 부호화기는 상기 결정된 스케쥴링 정보를 비트스트림의 헤더(531)에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. The scheduling information (partial bitstream information and priority information) necessary for performing the above-described scheduling process can be determined in an encoder. In the determination process, the encoder can determine the partial bit stream and the priority in consideration of the inverse binarization order of the syntax elements of the symbol. Once the scheduling information is determined, the entropy encoder may add the determined scheduling information to the
복호화기는 전송된 스케쥴링 정보를 기반으로, 우선 순위가 높은 대표 확률 단위 비트스트림 및/또는 우선 순위가 높은 부분 비트스트림을 인식할 수 있고, 부분 비트스트림 단위로 파싱을 수행할 수 있다. 복호화기는 스케쥴링 정보를 기반으로 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링을 수행하여, 역이진화 단계에서 발생되는 지연을 최소화할 수 있다. Based on the transmitted scheduling information, the decoder can recognize a high-priority representative probability unit bitstream and / or a high-priority partial bitstream, and perform parsing on a partial bitstream basis. The decoder can perform scheduling for the bitstream parsing process based on the scheduling information, thereby minimizing the delay generated in the inverse binarization step.
상술된 방법에 의하면, 복호화기에 포함된 복수의 빈 복호화기 간에 원활한 작업 분배가 이루어질 수 있고, 역이진화 단계에서의 지연이 최소화될 수 있다. 따라서, 병렬 엔트로피 복호화기에서의 출력 지연이 최소화될 수 있고, 엔트로피 복호화 수행 과정이 고속화될 수 있다.According to the above-described method, smooth job distribution can be performed between a plurality of empty decoders included in the decoder, and delay in the inverse binarization step can be minimized. Therefore, the output delay in the parallel entropy decoder can be minimized, and the process of performing entropy decoding can be speeded up.
도 6은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 6 is a block diagram schematically showing an embodiment of a parallel entropy encoding apparatus according to the present invention.
도 6의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치는 이진화기(binarizer)(610), 확률 예측기(probability estimator)(620), 확률 양자화기(probability quantizer)(630), 코드워드 길이 계산기(640), 매핑 테이블 계산기(650), 빈 시퀀스 계산기(660), 빈(bin) 부호화기(670), 버퍼(680) 및 비트스트림 결정기(690)를 포함할 수 있다. 도 6의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치는 병렬 엔트로피 부호화를 수행하기 위해, 복수 개의 빈 부호화기(670)를 포함할 수 있다.A parallel entropy encoding apparatus according to the embodiment of FIG. 6 includes a
도 6을 참조하면, 이진화기(610)는 부호화 단계에서 얻어진 각 구문 요소들을 이진화할 수 있다. 이 때, 상기 이진화 과정에 의해 각 구문 요소들은 빈 시퀀스로 변환될 수 있다. 여기서, 빈 시퀀스는 0과 1의 조합으로 구성될 수 있다. 확률 예측기(620)는 이진화 과정에 의해 얻어진 빈들 각각에 대해, LPB 확률을 예측할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
확률 양자화기(630)는 부호화 효율을 높이기 위해, 확률 구간을 나누어, 빈들 각각에 대한 LPB 확률 양자화를 수행할 수 있다. 즉, 확률 양자화기(630)는 예측된 빈의 LPB 확률을 이용하여 각각의 빈이 어떤 확률 구간에 해당되는지 판단할 수 있다. 확률 양자화기(630)는 각각의 빈에 대해, 상기 각각의 빈에 대응되는 확률 구간에 따라, 복수 개의 빈 부호화기들 중 엔트로피 부호화에 사용되는 빈(bin) 부호화기(670)를 결정할 수 있다.The probability quantizer 630 can perform LPB probability quantization for each of the bins by dividing the probability interval to increase the coding efficiency. That is, the
코드워드 길이 계산기(640)는, 대표 확률 값 각각에 대해, 부호화 효율을 고려하여 최적의 코드워드 길이(최소 길이 및 최대 길이)를 도출 및/또는 획득할 수 있다. 이 때, 코드워드 길이 계산기(640)는 부호화 효율을 유지하기 위해, 대표 확률 값의 특성을 기반으로, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 결정할 수 있다.The
일 실시예로, 도출된 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보(코드워드 길이 정보)는 비트스트림의 헤더에 포함되어 복호화기로 전송될 수 있다. 이 때, 복호화기는 상기 헤더에 포함된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 각각의 빈 복호화기에서 파싱되는 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 결정할 수 있다. In one embodiment, information on the minimum length and maximum length of the derived codeword (codeword length information) may be included in the header of the bitstream and transmitted to the decoder. At this time, the decoder can use the codeword length information included in the header to determine the minimum length and the maximum length of the codeword parsed in each bin decoder.
다른 실시예로, 각각의 대표 확률에 대한 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이는, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 알고리즘을 이용하여 도출될 수도 있다. 이 때, 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이는, 각각의 빈 부호화기의 대표 확률 값에 기반하여 도출될 수 있다. In another embodiment, the maximum and minimum lengths of codewords for each representative probability may be derived using the same algorithm in the encoder and decoder. At this time, the maximum length and minimum length of the codeword can be derived based on the representative probability value of each empty encoder.
상술한 실시예에 따르면, 코드워드 길이 계산기(640)에 의해 코드워드의 길이가 일정 범위로 제한됨으로써, 비트스트림에 대한 파싱 속도가 향상될 수 있다.According to the above-described embodiment, the codeword length is limited to a certain range by the
매핑 테이블 계산기(650)는 코드워드 길이 계산기(640)에 의해 생성된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 매핑 테이블을 선택 및/또는 생성할 수 있다. 여기서, 상기 매핑 테이블은 빈 시퀀스가 코드워드로 변환 및/또는 매핑되는 과정에 사용될 수 있다. 따라서, 상기 매핑 테이블은 코드워드-빈 매핑 테이블로 불릴 수도 있다.The
일례로, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이는 소정의 고정된 값일 수 있다. 이 때, 부호화기 및 복호화기에는 상기 범위 내의 코드워드 길이 값 각각에 대한 소정의 매핑 테이블이 동일하게 저장되어 있을 수 있다. 코드워드의 최소 길이와 최대 길이가 동일한 경우에는, 하나의 고정된 길이의 매핑 테이블이 저장되어 있을 수도 있다.In one example, the minimum length and maximum length of the codeword may be a predetermined fixed value. At this time, a predetermined mapping table for each codeword length value within the range may be stored in the encoder and the decoder in the same manner. If the minimum length and the maximum length of the codeword are the same, a mapping table of one fixed length may be stored.
부호화기는 상기 저장된 매핑 테이블 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 부호화기는, 상기 저장된 매핑 테이블 중에서 어떤 매핑 테이블이 사용되는지 여부를 지시하는, 매핑 테이블 선택 정보를 비트스트림의 헤더에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 전송된 매핑 테이블 선택 정보를 이용하여, 저장된 복수의 매핑 테이블 중에서 하나의 매핑 테이블을 선택할 수 있다.The encoder may select one of the stored mapping tables. Also, the encoder may add mapping table selection information, which indicates which mapping table is used among the stored mapping tables, to the header of the bitstream and transmit the mapping table selection information to the decoder. At this time, the decoder may select one mapping table among the plurality of mapping tables stored using the transmitted mapping table selection information.
다른 예로, 상기 매핑 테이블은, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 생성 알고리즘을 이용하여 생성될 수도 있다. 이 때, 부호화기 및 복호화기는 최소 길이 및 최대 길이에 의해 정해지는 코드워드 길이 범위 내에서, 각각의 코드워드 길이에 대응되는 매핑 테이블을 생성할 수 있다.As another example, the mapping table may be generated using the same generation algorithm in the encoder and the decoder. At this time, the encoder and the decoder can generate a mapping table corresponding to each codeword length within the codeword length range determined by the minimum length and the maximum length.
상기 생성 알고리즘 외에, 매핑 테이블 생성을 위한 추가 정보가 존재하는 경우, 부호화기는 상기 추가 정보를 비트스트림의 헤더에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 추가 정보에는 예를 들어, 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이에 관한 정보가 있을 수 있다. 이 때, 복호화기는 상기 전송된 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이에 관한 정보를 이용하여 매핑 테이블을 생성할 수 있다.In addition to the generation algorithm, when additional information for generating the mapping table exists, the encoder may add the additional information to the header of the bitstream and transmit the additional information to the decoder. Here, the additional information may include information on the maximum length and the minimum length of the codeword, for example. At this time, the decoder can generate the mapping table using the information on the maximum length and the minimum length of the transmitted codeword.
상술한 경우에, 부호화기는 생성된 매핑 테이블 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 부호화기는, 상기 생성된 매핑 테이블 중에서 어떤 매핑 테이블이 사용되는지 여부를 지시하는, 매핑 테이블 선택 정보를 비트스트림의 헤더에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 전송된 매핑 테이블 선택 정보를 이용하여, 복수의 매핑 테이블 중에서 하나의 매핑 테이블을 선택할 수 있다.In the above case, the encoder can select one of the generated mapping tables. Also, the encoder may add mapping table selection information, which indicates which mapping table is used among the generated mapping tables, to the header of the bitstream and transmit the mapping table selection information to the decoder. At this time, the decoder can select one mapping table among a plurality of mapping tables using the transmitted mapping table selection information.
빈 시퀀스 계산기(660)는, 심볼의 구문 요소에 대한 이진화/역이진화 순서에 관한 정보 및 각각의 빈의 확률에 관한 정보를 도출할 수 있다. 빈 시퀀스 계산기(660)는 상기 도출된 정보를 기반으로, 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링 정보를 도출할 수 있다. 여기서, 스케쥴링은 심볼의 구문 요소에 대한 역이진화 순서를 고려하여, 비트스트림을 재정렬하는 프로세스를 의미할 수 있다.
도 4에서 상술한 바와 같이, 스케쥴링 정보는 부분 비트스트림 정보 및 우선순위 정보를 포함할 수 있으며, 스케쥴링을 위해 필요한 추가 정보가 존재하는 경우, 상기 추가 정보를 포함할 수도 있다. 여기서, 부분 비트스트림 정보는 대표 확률 단위 비트스트림이 부분 비트스트림으로 분할되는 지점에 관한 정보를 나타내고, 우선순위 정보는 각각의 대표 확률 비트스트림 및/또는 각각의 부분 비트스트림에 대한 파싱의 우선순위에 관한 정보를 나타낼 수 있다. As described above with reference to FIG. 4, the scheduling information may include partial bitstream information and priority information, and may include the additional information if there is additional information required for scheduling. Here, the partial bitstream information represents information on the point at which the representative probability bitstream is divided into the partial bitstreams, and the priority information indicates priority of parsing for each representative probability bitstream and / Can be displayed.
상술한 바와 같이, 부호화기에 포함된 빈 부호화기의 개수는 복호화기에 포함된 빈 복호화기의 개수와 서로 다를 수 있고, 예를 들어, 빈 복호화기의 개수가 빈 복호화기의 개수보다 작을 수 있다. 이 경우, 역이진화 우선순위가 높은 빈이 역이진화 우선순위가 낮은 빈보다 늦게 파싱되어, 역이진화 과정에서 지연이 발생할 수 있다. 이 때, 빈 시퀀스 계산기(660)에서 도출된 스케쥴링 정보가 엔트로피 복호화 과정에 사용됨으로써, 역이진화 과정에서 발생되는 지연이 최소화될 수 있다. 도출된 스케쥴링 정보를 비트스트림의 헤더에 추가 및/또는 포함시키기 위해, 빈 시퀀스 계산기(660)는 상기 스케쥴링 정보를 비트스트림 결정기(690)로 보낼 수 있다.As described above, the number of the empty encoders included in the encoder may be different from the number of the bin decoders included in the decoder, for example, the number of the bin decoders may be smaller than the number of the bin decoders. In this case, a bin having a high inverse binarization priority may be parsed later than a bin having a low inverse binarization priority, and a delay may occur in the inverse binarization process. In this case, the scheduling information derived from the
상술한 코드워드 길이 계산기(640) 및 빈 시퀀스 계산기(660)에서 도출된 정보가 엔트로피 복호화에 사용되는 경우, 병렬 엔트로피 복호화기의 출력 지연이 최소화될 수 있다. 따라서, 엔트로피 복호화 수행 과정이 고속화될 수 있다.When the information derived from the
빈 부호화기(670)는 매핑 테이블 계산기(650)에 의해 도출된 매핑 테이블을 이용하여, 각각의 빈(bin)에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 각각의 빈 부호화기(670)는, 대표 확률에 대응하는 매핑 테이블을 이용하여, 이진화된 빈들을 코드워드로 변환할 수 있다. 빈 부호화기(670)에서 출력된 코드워드는 버퍼(680)에 저장될 수 있다.
버퍼에 저장된 코드워드들은 비트스트림 결정기(690)를 통해 복호화기로 전송되거나 저장될 수 있다. 비트스트림 결정기(690)는 비트스트림의 헤더에, 헤더 정보를 추가할 수 있다. 상기 헤더 정보에는 예를 들어, 코드워드 길이 정보, 매핑 테이블 선택 정보, 매핑 테이블 생성을 위해 추가되는 정보, 스케쥴링 정보 등이 있을 수 있다. 비트스트림 결정기(690)는 생성된 비트스트림을 복호화기로 전송할 수 있다. 복호화기는, 전송된 비트스트림에 포함된 헤더 정보를 이용하여 코드워드 길이를 제한하거나 비트스트림을 재정렬함으로써, 복호화 지연을 최소화할 수 있고, 출력 속도를 향상시킬 수 있다.The codewords stored in the buffer may be transmitted to or stored in the decoder via the
도 7은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 7 is a block diagram schematically showing an embodiment of a parallel entropy decoding apparatus according to the present invention.
도 7의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치는 코드워드 길이 계산기(710), 매핑 테이블 계산기(720), 비트스트림 결정기(730), 빈 복호화기(740), 버퍼(750), 확률 양자화기(760), 확률 예측기(770) 및 역이진화기(780)를 포함할 수 있다. 도 7의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치는 병렬 엔트로피 복호화를 수행하기 위해, 복수 개의 빈(bin) 복호화기(740)를 포함할 수 있다.7 includes a
도 7을 참조하면, 코드워드 길이 계산기(710)는 부호화기에서 전송된 비트스트림의 헤더로부터 코드워드 길이 정보를 도출할 수 있다. Referring to FIG. 7, the
상술한 바와 같이, 가변적인 코드워드의 길이에 의해, 비트스트림 파싱 과정에서 오버헤드가 발생하여 파싱 속도가 감소될 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 부호화기에서는, 병렬 엔트로피 부호화기가 갖는 대표 LPB 확률 각각에 대해, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이가 정해질 수 있다. As described above, the length of the variable codeword causes an overhead in the process of bitstream parsing, so that the parsing speed can be reduced. In order to solve such a problem, a minimum length and a maximum length of a codeword can be determined for each representative LPB probability of a parallel entropy encoder in an encoder.
일 실시예로, 도출된 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보(코드워드 길이 정보)는 비트스트림의 헤더에 포함되어 복호화기로 전송될 수 있다. 이 때, 복호화기는 상기 헤더에 포함된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 각각의 빈 복호화기에서 파싱되는 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 결정할 수 있다. In one embodiment, information on the minimum length and maximum length of the derived codeword (codeword length information) may be included in the header of the bitstream and transmitted to the decoder. At this time, the decoder can use the codeword length information included in the header to determine the minimum length and the maximum length of the codeword parsed in each bin decoder.
다른 실시예로, 각각의 대표 확률에 대한 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이는, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 알고리즘을 이용하여 도출될 수도 있다. 이 때, 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이는, 각각의 빈 부호화기의 대표 확률 값에 기반하여 도출될 수 있다. In another embodiment, the maximum and minimum lengths of codewords for each representative probability may be derived using the same algorithm in the encoder and decoder. At this time, the maximum length and minimum length of the codeword can be derived based on the representative probability value of each empty encoder.
상술한 실시예에 따르면, 코드워드 길이 계산기(710)에 의해 코드워드의 길이가 일정 범위로 제한됨으로써, 비트스트림에 대한 파싱 속도가 향상될 수 있다.According to the above-described embodiment, the codeword length is limited to a certain range by the
매핑 테이블 계산기(720)는 코드워드 길이 계산기(710)에 의해 도출된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 매핑 테이블을 선택 및/또는 생성할 수 있다. 이 때, 상기 매핑 테이블은 각 빈 복호화기(740)의 대표 확률에 기반하여 선택 및/또는 생성될 수 있다.The
일례로, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이는 소정의 고정된 값일 수 있다. 이 때, 부호화기 및 복호화기에는 상기 범위 내의 코드워드 길이 값 각각에 대한 소정의 매핑 테이블이 동일하게 저장되어 있을 수 있다. 코드워드의 최소 길이와 최대 길이가 동일한 경우에는, 하나의 고정된 길이의 매핑 테이블이 저장되어 있을 수도 있다.In one example, the minimum length and maximum length of the codeword may be a predetermined fixed value. At this time, a predetermined mapping table for each codeword length value within the range may be stored in the encoder and the decoder in the same manner. If the minimum length and the maximum length of the codeword are the same, a mapping table of one fixed length may be stored.
부호화기는 상기 저장된 매핑 테이블 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 부호화기는, 상기 저장된 매핑 테이블 중에서 어떤 매핑 테이블이 사용되는지 여부를 지시하는, 매핑 테이블 선택 정보를 비트스트림의 헤더에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 전송된 매핑 테이블 선택 정보를 이용하여, 저장된 복수의 매핑 테이블 중에서 하나의 매핑 테이블을 선택할 수 있다.The encoder may select one of the stored mapping tables. Also, the encoder may add mapping table selection information, which indicates which mapping table is used among the stored mapping tables, to the header of the bitstream and transmit the mapping table selection information to the decoder. At this time, the decoder may select one mapping table among the plurality of mapping tables stored using the transmitted mapping table selection information.
다른 예로, 상기 매핑 테이블은, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 생성 알고리즘을 이용하여 생성될 수도 있다. 이 때, 부호화기 및 복호화기는 최소 길이 및 최대 길이에 의해 정해지는 코드워드 길이 범위 내에서, 각각의 코드워드 길이에 대응되는 매핑 테이블을 생성할 수 있다.As another example, the mapping table may be generated using the same generation algorithm in the encoder and the decoder. At this time, the encoder and the decoder can generate a mapping table corresponding to each codeword length within the codeword length range determined by the minimum length and the maximum length.
상기 생성 알고리즘 외에, 매핑 테이블 생성을 위한 추가 정보가 존재하는 경우, 부호화기는 상기 추가 정보를 비트스트림의 헤더에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 추가 정보에는 예를 들어, 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이에 관한 정보가 있을 수 있으며, 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이는 병렬 엔트로피 부호화기가 갖는 대표 LPB 확률 각각에 대해 정해질 수 있다. 이 때, 복호화기는 상기 전송된 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이에 관한 정보를 이용하여 매핑 테이블을 생성할 수 있다.In addition to the generation algorithm, when additional information for generating the mapping table exists, the encoder may add the additional information to the header of the bitstream and transmit the additional information to the decoder. Here, the additional information may include, for example, information on the maximum length and the minimum length of the codeword, and the maximum length and the minimum length of the codeword may be determined for each representative LPB probability of the parallel entropy encoder . At this time, the decoder can generate the mapping table using the information on the maximum length and the minimum length of the transmitted codeword.
상술한 경우에, 부호화기는 생성된 매핑 테이블 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 부호화기는, 상기 생성된 매핑 테이블 중에서 어떤 매핑 테이블이 사용되는지 여부를 지시하는, 매핑 테이블 선택 정보를 비트스트림의 헤더에 추가하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 전송된 매핑 테이블 선택 정보를 이용하여, 복수의 매핑 테이블 중에서 하나의 매핑 테이블을 선택할 수 있다. In the above case, the encoder can select one of the generated mapping tables. Also, the encoder may add mapping table selection information, which indicates which mapping table is used among the generated mapping tables, to the header of the bitstream and transmit the mapping table selection information to the decoder. At this time, the decoder can select one mapping table among a plurality of mapping tables using the transmitted mapping table selection information.
상술한 실시예에서, 매핑 테이블은 부호화기로부터 전송된 코드워드 길이 정보를 이용하여 결정된다. 따라서, 각각의 대표 확률에 대한 코드워드의 길이가 제한될 수 있으며, 파싱 과정의 지연이 최소화되고 빈 복호화기(740)의 출력 속도가 향상될 수 있다.In the above-described embodiment, the mapping table is determined using the codeword length information transmitted from the encoder. Thus, the length of the codeword for each representative probability can be limited, the delay of the parsing process is minimized, and the output speed of the
비트스트림 결정기(730)는 부호화기로부터 전송된 비트스트림의 헤더에 포함된, 헤더 정보를 복호화할 수 있다. 상기 헤더 정보는 예를 들어, 스케쥴링 정보(부분 비트스트림 정보 및/또는 우선순위 정보)를 포함할 수 있다. 비트스트림 결정기(730)는 상기 스케쥴링 정보를 이용하여, 각 대표 확률 단위 비트스트림을 부분 비트스트림으로 분류하고, 빈 복호화기(740)로 입력되는 비트스트림에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 이 때, 복호화기는 빈 복호화기의 개수를 고려하여, 복수의 빈 복호화기가 서로 비슷한 작업량을 가질 수 있도록, 비트스트림을 빈 복호화기에 할당할 수 있다. 스케쥴링 방법에 대한 구체적인 실시예는 도 4, 도 5에서 상술한 바 있으므로, 생략하기로 한다.The
비트스트림 결정기(730)는 부호화기로부터 전송된 스케쥴링 정보를 이용하여 비트스트림에 대한 스케쥴링을 수행함으로써, 역이진화 단계에서의 입력 지연을 최소화할 수 있다. The
상술한 코드워드 길이 계산기(710) 및 비트스트림 결정기(730)에서 도출된 정보가 엔트로피 복호화에 사용되는 경우, 병렬 엔트로피 복호화기의 출력 속도가 향상될 수 있다. 따라서, 엔트로피 복호화 수행 과정이 고속화될 수 있다.When the information derived from the
각각의 빈 복호화기(740)는 스케쥴링된 비트스트림 및 대표 확률에 대응하는 매핑 테이블을 이용하여 코드워드를 빈 시퀀스로 변환할 수 있다. 이 때, 각각의 빈 복호화기(740)로 입력되는 비트스트림은 일례로 대표 LPB 확률에 따라 결정될 수 있다.Each
빈 복호화기(740)에서 출력된 빈들은 순서에 따라 버퍼(750), 확률 양자화기(760)를 거쳐 확률 예측기(770)로 입력될 수 있다. 확률 예측기(770)는 입력되는 빈(bin)에 대한, LPB 확률을 도출할 수 있다. 빈 시퀀스는, 확률 예측기(770)를 거친 후, 역이진화기(780)를 통해 의미 있는 구문 요소의 값으로 복호화될 수 있다.The bins output from the
도 8은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 8 is a block diagram schematically showing another embodiment of the parallel entropy encoding apparatus according to the present invention.
도 8의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치는 이진화기(810), 확률 예측기(820), 확률 양자화기(830), 코드워드 길이 계산기(840), 매핑 테이블 계산기(850), 빈(bin) 부호화기(860) 및 버퍼(870)를 포함할 수 있다. 도 8의 실시에에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치는 병렬 엔트로피 부호화를 수행하기 위해, 복수 개의 빈 부호화기(860)를 포함할 수 있다.The parallel entropy encoding apparatus according to the embodiment of FIG. 8 includes a
상술한 바와 같이, 부호화기는 파싱 과정에서 발생하는 오버헤드를 감소시켜 복호화기의 출력 속도를 향상시키기 위해, 코드워드의 길이를 제한할 수 있다. 소정의 고정된 길이의 코드워드가 사용되는 경우에는 부호화 효율이 감소될 수 있으므로, 부호화기는 빈 부호화기 및/또는 빈 복호화기 각각에 대해, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 결정할 수 있다.As described above, the encoder can limit the length of the codeword in order to reduce the overhead incurred in the parsing process and improve the output speed of the decoder. When a predetermined fixed length codeword is used, the coding efficiency may be reduced, so that the encoder can determine the minimum length and the maximum length of the codeword for each of the empty encoder and / or the bin decoder.
도 8을 참조하면, 코드워드 길이 계산기(840)는, 빈 부호화기의 대표 확률 값 각각에 대해, 부호화 효율을 고려하여 최적의 코드워드 길이(최소 길이 및 최대 길이)를 도출 및/또는 획득할 수 있다. 이 때, 코드워드 길이 계산기(840)는 부호화 효율을 유지하기 위해, 대표 확률의 특성을 기반으로, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 결정할 수 있다. Referring to FIG. 8, the
도 8의 실시예에서, 상술된 구성을 제외한 나머지 구성의 동작은 도 6의 실시예에서와 동일하므로 생략한다.In the embodiment of FIG. 8, the operation of the remaining configuration except for the above-mentioned configuration is the same as in the embodiment of FIG.
도 9는 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 9 is a block diagram schematically showing another embodiment of a parallel entropy decoding apparatus according to the present invention.
도 9의 실시예에 따른 엔트로피 복호화 장치는 코드워드 길이 계산기(910), 매핑 테이블 계산기(920), 빈(bin) 복호화기(930), 버퍼(940), 확률 양자화기(950), 확률 예측기(960) 및 역이진화기(970)를 포함한다. 도 9의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치는 병렬 엔트로피 복호화를 수행하기 위해, 복수의 빈(bin) 복호화기(930)를 포함할 수 있다. 도 9의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치는 도 7의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치와 유사하게 동작할 수 있다. 9 includes a
부호화기로부터 전송된 비트스트림은, 복호화기에 포함된 복수의 빈 복호화기(930)에 할당될 수 있다. 이 때, 복호화기는 상기 전송된 비트스트림의 헤더에 포함된 헤더 정보를 이용하여, 각각의 빈 복호화기에 할당되는 비트스트림을 결정할 수 있다. 이 때, 가변적인 코드워드의 길이에 의해, 비트스트림의 파싱 과정에서 오버헤드가 발생하여 파싱 속도가 감소될 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 코드워드 길이 계산기(910)는, 병렬 엔트로피 부호화기가 갖는 대표 LPB 확률 각각에 대해, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 결정할 수 있다. The bit stream transmitted from the encoder may be allocated to a plurality of
일 실시예로, 부호화기에서 도출된 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보(코드워드 길이 정보)가 비트스트림의 헤더에 포함되어 복호화기로 전송될 수 있다. 이 때, 코드워드 길이 계산기(910)는 상기 헤더에 포함된 코드워드 길이 정보를 이용하여, 각각의 빈 복호화기에서 파싱되는 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이를 결정할 수 있다. In one embodiment, information on the minimum length and maximum length (codeword length information) of the codeword derived from the encoder may be included in the header of the bitstream and transmitted to the decoder. At this time, the
다른 실시예로, 각각의 대표 확률에 대한 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이는, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 알고리즘을 이용하여 도출될 수도 있다. 이 때, 코드워드의 최대 길이 및 최소 길이는, 각각의 빈 부호화기의 대표 확률 값에 기반하여 도출될 수 있다. In another embodiment, the maximum and minimum lengths of codewords for each representative probability may be derived using the same algorithm in the encoder and decoder. At this time, the maximum length and minimum length of the codeword can be derived based on the representative probability value of each empty encoder.
매핑 테이블 계산기(920)는, 각각의 빈(bin) 복호화기(930)의 대표 확률에 관한 정보 및 코드워드 길이 계산기(910)에 의해 결정된 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보를 이용하여, 매핑 테이블을 결정할 수 있다. 매핑 테이블 결정 방법의 구체적인 실시예는 도 7에서 상술된 바 있으므로, 생략하기로 한다.The
상술된 코드워드 길이 계산기(910) 및 매핑 테이블 계산기(920)에 의해, 병렬 엔트로피 복호화기의 출력 속도가 향상될 수 있다. 따라서, 엔트로피 복호화 수행 과정이 고속화될 수 있다.By the
도 9의 실시예에서, 상술된 구성을 제외한 나머지 구성의 동작은 도 7의 실시예에서와 동일하므로 생략한다.In the embodiment of FIG. 9, the operation of the remaining configuration except for the above-described configuration is the same as in the embodiment of FIG.
*도 10은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 10 is a block diagram schematically showing another embodiment of the parallel entropy encoding apparatus according to the present invention.
도 10의 실시예에 따른 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치는 이진화기(1010), 확률 예측기(1020), 확률 양자화기(1030), 빈 시퀀스 계산기(1040), 빈(bin) 부호화기(1050), 버퍼(1060) 및 비트스트림 결정기(1070)를 포함할 수 있다. 도 10의 실시에에 따른 병렬 엔트로피 부호화 장치는 병렬 엔트로피 부호화를 수행하기 위해, 복수 개의 빈 부호화기(1050)를 포함할 수 있다.The parallel entropy encoding apparatus according to the embodiment of FIG. 10 includes a
도 10을 참조하면, 이진화기(1010) 부호화 단계에서 얻어진 각 구문 요소들을 이진화할 수 있다. 이 때, 상기 이진화 과정에 의해 각 구문 요소들은 빈 시퀀스로 변환될 수 있다. 확률 예측기(1020)는 이진화 과정에 의해 얻어진 빈들 각각에 대해, 발생 확률을 계산할 수 있다. 또한 확률 양자화기(1030)는 확률 구간을 나누어, 빈들 각각에 대한 LPB 확률 양자화를 수행할 수 있다. Referring to FIG. 10, each syntax element obtained in the
빈 시퀀스 계산기(1040)는, 비트스트림 파싱 과정에 대한 스케쥴링 정보를 도출할 수 있다. 도 4에서 상술한 바와 같이, 스케쥴링 정보는 부분 비트스트림 정보 및 우선순위 정보를 포함할 수 있으며, 스케쥴링을 위해 필요한 추가 정보가 존재하는 경우, 상기 추가 정보를 포함할 수도 있다. 여기서, 부분 비트스트림 정보는 대표 확률 단위 비트스트림이 부분 비트스트림으로 분할되는 지점에 관한 정보를 나타내고, 우선순위 정보는 각각의 대표 확률 비트스트림 및/또는 각각의 부분 비트스트림에 대한 파싱의 우선순위에 관한 정보를 나타낼 수 있다. The
상술한 바와 같이, 파싱 과정에서는 역이진화 우선순위가 높은 빈이 역이진화 우선순위가 낮은 빈보다 늦게 파싱될 수 있으며, 이 경우, 역이진화 과정에서 지연이 발생할 수 있다. 이 때, 빈 시퀀스 계산기(1040)에서 도출된 스케쥴링 정보가 엔트로피 복호화 과정에 사용됨으로써, 역이진화 과정에서 발생되는 지연이 최소화될 수 있다. 도출된 스케쥴링 정보를 비트스트림의 헤더에 추가 및/또는 포함시키기 위해, 빈 시퀀스 계산기(1040)는 상기 스케쥴링 정보를 비트스트림 결정기(1070)로 보낼 수 있다. 비트스트림 결정기(1070)는 상기 스케쥴링 정보를 비트스트림의 헤더에 추가할 수 있으며, 상기 비트스트림은 복호화기로 전송될 수 있다.As described above, in the parsing process, a bin having a high inverse binarization priority can be parsed later than a bin having a low inverse binarization priority. In this case, a delay may occur in the inverse binarization process. In this case, since the scheduling information derived from the
상술된 빈 시퀀스 계산기(1040)에 의해, 병렬 엔트로피 복호화기의 출력 속도가 향상될 수 있다. 따라서, 엔트로피 복호화 수행 과정이 고속화될 수 있다.By the above-described
도 10의 실시예에서, 상술된 구성을 제외한 나머지 구성의 동작은 도 6의 실시예에서와 동일하므로 생략한다.In the embodiment of FIG. 10, the operation of the remaining configuration except for the above-described configuration is the same as in the embodiment of FIG.
도 11은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.11 is a block diagram schematically showing another embodiment of a parallel entropy decoding apparatus according to the present invention.
도 11의 실시예에 따른 엔트로피 복호화 장치는 비트스트림 결정기(1110), 빈(bin) 복호화기(1120), 버퍼(1130), 확률 양자화기(1140), 확률 예측기(1150) 및 역이진화기(1160)를 포함한다. 도 11의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치는 병렬 엔트로피 복호화를 수행하기 위해, 복수의 빈(bin) 복호화기(930)를 포함할 수 있다. 도 11의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치는 도 7의 실시예에 따른 병렬 엔트로피 복호화 장치와 유사하게 동작할 수 있다. The entropy decoding apparatus according to the embodiment of FIG. 11 includes a
비트스트림 결정기(1110)는 부호화기로부터 전송된 비트스트림의 헤더에 포함된, 헤더 정보를 복호화할 수 있다. 상기 헤더 정보는 예를 들어, 스케쥴링 정보(부분 비트스트림 정보, 우선순위 정보 및/또는 비트스트림 재정렬을 위해 필요한 추가 정보)를 포함할 수 있다. 비트스트림 결정기(1110)는 상기 스케쥴링 정보를 이용하여, 각 대표 확률 단위 비트스트림을 부분 비트스트림으로 분류하고, 빈 복호화기(1120)로 입력되는 비트스트림에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 이 때, 복호화기는 빈 복호화기의 개수를 고려하여, 복수의 빈 복호화기가 서로 비슷한 작업량을 가질 수 있도록, 각 빈 복호화기에 할당되는 비트스트림을 결정할 수 있다. The
비트스트림 결정기(1110)는 부호화기로부터 전송된 스케쥴링 정보를 이용하여 비트스트림에 대한 스케쥴링을 수행함으로써, 역이진화 단계에서의 입력 지연을 최소화할 수 있다. The
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*도 11의 실시예에서, 상술된 구성을 제외한 나머지 구성의 동작은 도 7의 실시예에서와 동일하므로 생략한다.In the embodiment of FIG. 11, the operation of the remaining configuration except for the above-described configuration is the same as in the embodiment of FIG.
도 12는 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 부호화 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.12 is a flowchart schematically showing an embodiment of a parallel entropy encoding method according to the present invention.
도 12를 참조하면, 부호화기는 구문 요소들을 정해진 이진화 방법을 이용하여 빈 시퀀스로 변환시킬 수 있다(S1210). 여기서, 빈 시퀀스는 0과 1의 조합으로 구성될 수 있으며, 각각의 0 또는 1은 빈(bin)이라 불릴 수 있다.Referring to FIG. 12, the encoder may convert syntax elements into an empty sequence using a predetermined binarization method (S1210). Here, the empty sequence may be composed of a combination of 0 and 1, and each 0 or 1 may be called a bin.
부호화기는 이진화된 각각의 빈에 대한 LPB 확률을 결정할 수 있으며(S1220), 빈(bin)의 확률 구간을 양자화 간격에 따라 나눌 수 있다(S1230). The encoder may determine the LPB probability for each bin bin (S1220), and may divide the bin probability interval according to the quantization interval (S1230).
또한, 부호화기는, 복호화기의 역이진화 단계에서의 입력 지연을 최소화하기 위해, 스케쥴링 정보를 도출할 수 있다(S1240). 상술한 바와 같이, 상기 스케쥴링 정보는 부분 비트스트림 정보 및 우선순위 정보를 포함할 수 있으며, 스케쥴링을 위해 필요한 추가 정보가 존재하는 경우, 상기 추가 정보를 포함할 수도 있다. 도출된 스케쥴링 정보는 비트스트림의 헤더에 포함되어 복호화기로 전송될 수 있다.In addition, the encoder may derive the scheduling information in order to minimize the input delay in the inverse binarization step of the decoder (S1240). As described above, the scheduling information may include partial bitstream information and priority information, and may include the additional information if there is additional information required for scheduling. The derived scheduling information may be included in the header of the bitstream and transmitted to the decoder.
상술한 바와 같이, 빈(bin)의 확률 구간은 양자화 간격에 따라 나누어질 수 있으며, 나누어진 각각의 확률 구간들은 각각의 확률 구간에 대응되는 빈(bin) 부호화기에 할당될 수 있다. 부호화기는 각각의 빈에 대응되는 확률 구간에 따라, 양자화를 통해, 각각의 빈의 엔트로피 부호화에 사용되는 빈 부호화기를 결정할 수 있다(S1250).As described above, the bin probability interval may be divided according to the quantization interval, and each divided probability interval may be allocated to a bin coder corresponding to each probability interval. The encoder may determine an empty encoder to be used for entropy encoding of each bin through quantization according to a probability interval corresponding to each bin (S1250).
부호화기는, 빈 부호화기의 대표 LPB 확률 각각에 대해, 소정의 알고리즘에 의해 코드워드 길이 정보를 도출할 수 있다(S1260). 여기서, 상기 코드워드 길이 정보는 일례로 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 관한 정보일 수 있다. 코드워드 길이 정보가 도출되면, 부호화기는 상기 도출된 코드워드 길이 정보를 이용하여 매핑 테이블을 결정할 수 있다. 여기서, 상기 매핑 테이블은 빈 시퀀스가 코드워드로 변환 및/또는 매핑되는 과정에 사용되는 테이블을 의미할 수 있다.The encoder can derive the codeword length information for each representative LPB probability of the empty encoder by a predetermined algorithm (S1260). Here, the codeword length information may be information on a minimum length and a maximum length of a codeword, for example. When the codeword length information is derived, the encoder can determine the mapping table using the derived codeword length information. Here, the mapping table may refer to a table used in the process of converting an empty sequence into a codeword and / or mapping.
부호화기는 상기 결정된 매핑 테이블을 이용하여, 각각의 빈에 대한 빈(bin) 부호화를 수행할 수 있다(S1270). 부호화기는 빈 부호화를 수행함으로써 이진화된 빈들을 코드워드로 변환할 수 있다. 출력된 코드워드는 비트스트림에 포함되어, NAL 단위로 복호화기로 전송될 수 있다.The encoder may perform bin coding for each bin using the determined mapping table (S1270). The encoder can convert binarized bins into code words by performing bin coding. The output codeword is included in the bitstream and can be transmitted to the decoder in NAL units.
도 13은 본 발명에 따른 병렬 엔트로피 복호화 방법의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.13 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a parallel entropy decoding method according to the present invention.
도 13을 참조하면, 복호화기는 부호화기로부터 비트스트림을 수신할 수 있다(S1310). 수신된 비트스트림의 헤더는 헤더 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 헤더 정보에는 예를 들어, 코드워드 길이 정보, 매핑 테이블 선택 정보, 매핑 테이블 생성을 위해 추가되는 정보, 스케쥴링 정보 등이 있을 수 있다.Referring to FIG. 13, the decoder may receive a bitstream from an encoder (S1310). The header of the received bitstream may include header information. Here, the header information may include, for example, codeword length information, mapping table selection information, information added for generating a mapping table, and scheduling information.
복호화기는, 비트스트림의 헤더로부터 스케쥴링 정보를 도출할 수 있으며, 역이진화 단계에서의 입력 지연을 최소화하기 위해, 도출된 스케쥴링 정보를 이용하여, 비트스트림에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다(S1320). 여기서, 스케쥴링은 심볼의 구문 요소에 대한 역이진화 순서를 고려하여, 비트스트림을 재정렬하는 프로세스를 의미할 수 있다. 이 때, 복호화기는 빈 복호화기의 개수를 고려하여, 복수의 빈 복호화기가 서로 비슷한 작업량을 가질 수 있도록, 비트스트림을 빈 복호화기에 할당할 수 있다.The decoder may derive the scheduling information from the header of the bitstream. In order to minimize the input delay in the inverse binarization step, the decoder may perform the scheduling for the bitstream using the derived scheduling information (S1320). Here, the scheduling may refer to a process of rearranging the bit streams in consideration of the inverse binarization order of the syntax elements of the symbols. At this time, the decoder may allocate the bit stream to the bin decoder so that a plurality of bin decoders may have a similar work amount in consideration of the number of bin decoders.
다시 도 13을 참조하면, 복호화기는 부호화기에서 전송된 비트스트림의 헤더로부터 코드워드 길이 정보를 도출할 수 있다(S1330). 여기서, 코드워드 길이 정보는, 각 빈(bin)복호화기의 대표 LPB 확률에 대응하는, 코드워드의 최소 길이 및 최대 길이에 대한 정보를 의미할 수 있다. 코드워드 길이 정보가 도출되면, 복호화기는 상기 도출된 코드워드 길이 정보를 이용하여 매핑 테이블을 결정할 수 있다.Referring again to FIG. 13, the decoder may derive codeword length information from the header of the bitstream transmitted from the encoder (S1330). Here, the codeword length information may mean information on a minimum length and a maximum length of a codeword corresponding to a representative LPB probability of each bin decoder. When the codeword length information is derived, the decoder can determine the mapping table using the derived codeword length information.
복호화기는 상기 결정된 매핑 테이블을 이용하여, 각각의 빈에 대한 빈(bin) 복호화를 수행할 수 있다(S1340). 이 때, 복호화기에 포함된 복수의 빈 복호화기는, 각각 이에 할당된 확률 구간에 대응되는 빈을 복호화할 수 있다. 복호화기는 빈 복호화를 수행함으로써, 코드워드를 빈으로 변환할 수 있다. The decoder may perform bin decoding for each bin using the determined mapping table (S1340). At this time, the plurality of binarizers included in the decoder may decode the bin corresponding to the probability interval allocated to each bin. The decoder can convert the codeword into a bean by performing bin decoding.
복호화기는, 확률 양자화 단계를 거친 후, 빈(bin) 복호화기에서 출력된 각각의 빈에 대해, LPB 확률을 결정할 수 있다(S1350). 또한 복호화기는, 빈 복호화기에서 출력된 각각의 빈에 대해 역이진화를 수행하여, 의미 있는 구문 요소의 값을 도출할 수 있다(S1360).After passing through the probability quantization step, the decoder may determine the LPB probability for each bin output from the bin decoder (S1350). Also, the decoder may perform inverse binarization on each bin output from the bin decoder to derive a value of a meaningful syntax element (S1360).
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described embodiments, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur in different orders or simultaneously . It will also be understood by those skilled in the art that the steps depicted in the flowchart illustrations are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention You will understand.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.The above-described embodiments include examples of various aspects. While it is not possible to describe every possible combination for expressing various aspects, one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, it is intended that the invention include all alternatives, modifications and variations that fall within the scope of the following claims.
Claims (3)
상기 수신한 비트스트림에서 복수의 부분 비트스트림 각각의 복호화 가능 위치 정보를 복호화하는 단계, 여기서, 상기 복수의 부분 비트스트림의 개수는, 상기 복호화 가능 위치 정보의 개수에 기초하여 결정되고, 상기 복수의 부분 비트스트림 각각의 시작 지점 또는 종료 지점은 상기 복수의 부분 비트스트림 각각의 복호화 가능 위치 정보에 기초하여 결정됨 ;
상기 복수의 부분 비트스트림 각각의 복호화 가능 위치 정보에 기초하여 구분된 상기 복수의 부분 비트스트림을 엔트로피 복호화하는 단계; 및
상기 엔트로피 복호화된 부분 비트스트림을 기반으로 구문 요소를 획득하고 , 상기 획득된 구문 요소를 기초로 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
The method comprising: receiving a bitstream for an image;
Decoding the decodable position information of each of the plurality of partial bit streams in the received bit stream, wherein the number of the plurality of partial bit streams is determined based on the number of the decodable position information, The start point or end point of each of the partial bitstreams is determined based on decodable position information of each of the plurality of partial bitstreams;
Entropy decoding the plurality of partial bit streams separated based on decodable position information of each of the plurality of partial bit streams; And
Obtaining a syntax element based on the entropy-decoded partial bitstream, and decoding the image based on the obtained syntax element.
복호화 가능 위치 정보를 결정하는 단계; 및
상기 구문 요소 및 상기 복호화 가능 위치 정보를 포함하는 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 비트스트림은 복수의 부분 비트스트림을 포함하고,
상기 복수의 부분 비트스트림의 개수는, 상기 복호화 가능 위치 정보의 개수에 기초하여 결정되고, 상기 복수의 부분 비트스트림 각각의 시작 지점 또는 종료 지점은 상기 복수의 부분 비트스트림 각각의 복호화 가능 위치 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
Encoding an image to obtain a syntax element;
Determining decodable position information; And
And generating a bitstream including the syntax element and the decodable position information,
Wherein the bitstream comprises a plurality of partial bitstreams,
Wherein the number of partial bitstreams is determined based on the number of decodable position information, and a starting point or an ending point of each of the plurality of partial bitstreams is determined as decodable position information of each of the plurality of partial bitstreams Based on the number of pictures.
상기 영상 부호화 방법은,
영상을 부호화하여 구문 요소를 획득하는 단계;
복호화 가능 위치 정보를 결정하는 단계; 및
상기 구문 요소 및 상기 복호화 가능 위치 정보를 포함하는 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 비트스트림은 복수의 부분 비트스트림을 포함하고,
상기 복수의 부분 비트스트림의 개수는, 상기 복호화 가능 위치 정보의 개수에 기초하여 결정되고, 상기 복수의 부분 비트스트림 각각의 시작 지점 또는 종료 지점은 상기 복수의 부분 비트스트림 각각의 복호화 가능 위치 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 비트스트림을 저장하는 기록매체.
A recording medium storing a bit stream generated by a video encoding method,
The image encoding method includes:
Encoding an image to obtain a syntax element;
Determining decodable position information; And
And generating a bitstream including the syntax element and the decodable position information,
Wherein the bitstream comprises a plurality of partial bitstreams,
Wherein the number of partial bitstreams is determined based on the number of decodable position information, and a starting point or an ending point of each of the plurality of partial bitstreams is determined as decodable position information of each of the plurality of partial bitstreams And the bit stream is determined based on the bit stream.
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유은경, 남정학, 박시내, 심동규, ‘적응적 V2V 엔트로피 부호화 방법’, 한국방송공학회 학술발표대회 논문집, 2011.07., 585-588. * |
Cited By (1)
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