KR20220107081A - 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 현재 블록을 포함하는 상기 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 단계; 상기 현재 블록에 대해 역양자화를 수행하여 변환 계수를 획득하는 단계; 상기 변환 계수에 대해 역변환을 수행하는 단계; 및 상기 역변환에 따른 잔차 신호와 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하되, 상기 엔트로피 디코딩을 수행하는 단계는, 상기 현재 블록이 비정방형 블록인 것에 기초하여, 상기 현재 블록을 복수개의 계수 그룹들로 분할하는 단계, 여기서 상기 복수개의 계수 그룹들은 비정방형 계수 그룹을 포함함; 및 제 1 스캔 오더 및 제 2 스캔 오더에 기초하여, 상기 복수개의 계수 그룹들에 대응되는 계수들을 획득하는 단계을 포함하고, 여기서 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 계수들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 현재 블록의 너비가 높이 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 현재 블록의 너비와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 비정방형 계수 그룹의 너비 보다 크고, 상기 현재 블록의 높이가 너비 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 현재 블록의 높이와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 비정방형 계수 그룹의 높이보다 크며, 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수의 거리값에 기초하여 결정되고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 내 상기 비정방형 계수 그룹의 거리에 기초하여 결정되고, 상기 계수의 거리값은 수평 좌표와 수직 좌표의 합에 의해 산출되고, 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 대각 스캔 오더에 따라 상기 계수의 거리값이 증가하는 순서로 스캔되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치{IMAGE ENCODING/DECODING METHOD AND DEVICE THEREFOR}
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 변환(transform)된 잔차 신호(residual signal)를 부호화/복호화하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 변환(transform)된 잔차 신호를 부호화/복호화하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 잔차 신호에 대한 엔트로피 코딩을 수행하기 위하여 변환 블록으로부터 분할된 계수 그룹간 스캔 순서(scan order)를 설정하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 잔차 신호에 대한 엔트로피 코딩을 수행하기 위하여 변환 블록으로부터 분할된 계수 그룹 내 계수들의 스캔 순서(scan order)를 설정하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예는, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 현재 블록을 포함하는 상기 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 단계; 상기 현재 블록에 대해 역양자화를 수행하여 변환 계수를 획득하는 단계; 상기 변환 계수에 대해 역변환을 수행하는 단계; 및 상기 역변환에 따른 잔차 신호와 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하되, 상기 엔트로피 디코딩을 수행하는 단계는, 상기 현재 블록이 비정방형 블록인 것에 기초하여, 상기 현재 블록을 복수개의 계수 그룹들로 분할하는 단계, 여기서 상기 복수개의 계수 그룹들은 비정방형 계수 그룹을 포함함; 및 제 1 스캔 오더 및 제 2 스캔 오더에 기초하여, 상기 복수개의 계수 그룹들에 대응되는 계수들을 획득하는 단계을 포함하고, 여기서 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 계수들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 현재 블록의 너비가 높이 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 현재 블록의 너비와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 비정방형 계수 그룹의 너비 보다 크고, 상기 현재 블록의 높이가 너비 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 현재 블록의 높이와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 비정방형 계수 그룹의 높이보다 크며, 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수의 거리값에 기초하여 결정되고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 내 상기 비정방형 계수 그룹의 거리에 기초하여 결정되고, 상기 계수의 거리값은 수평 좌표와 수직 좌표의 합에 의해 산출되고, 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 대각 스캔 오더에 따라 상기 계수의 거리값이 증가하는 순서로 스캔되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 동일한 거리값을 갖는 스캔 라인상 좌하측에서 우상측 방향으로 스캔되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제 1 스캔 오더 또는 상기 제 2 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 크기 또는 모양(shape)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예는, 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서, 상기 비디오 신호에 대해 예측 신호를 생성하는 단계; 상기 예측 신호에 기초하여 차분 신호를 생성하는 단계; 상기 차분 신호에 대해 변환을 수행하여 계수들을 생성하는 단계; 현재 블록이 비정방형 블록인 것에 기초하여, 상기 계수들을 복수개의 계수 그룹들로 분할하는 단계, 여기서 상기 복수개의 계수 그룹들은 비정방형 계수 그룹을 포함함; 및 제 1 스캔 오더 및 제 2 스캔 오더에 기초하여, 상기 계수들에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 계수들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 현재 블록의 너비가 높이 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 현재 블록의 너비와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 비정방형 계수 그룹의 너비 보다 크고, 상기 현재 블록의 높이가 너비 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 현재 블록의 높이와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 비정방형 계수 그룹의 높이보다 크며, 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수의 거리값에 기초하여 결정되고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 내 상기 비정방형 계수 그룹의 거리에 기초하여 결정되고, 상기 계수의 거리값은 수평 좌표와 수직 좌표의 합에 의해 산출되고, 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 대각 스캔 오더에 따라 상기 계수의 거리값이 증가하는 순서로 스캔되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는, 비디오 인코딩 방법에 의해 생성된 비디오 정보를 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 매체에 있어서, 상기 비디오 인코딩 방법은, 예측 신호를 생성하는 단계; 상기 예측 신호에 기초하여 차분 신호를 생성하는 단계; 상기 차분 신호에 대해 변환을 수행하여 계수들을 생성하는 단계; 현재 블록이 비정방형 블록인 것에 기초하여, 상기 계수들을 복수개의 계수 그룹들로 분할하는 단계, 여기서 상기 복수개의 계수 그룹들은 비정방형 계수 그룹을 포함함; 및 제 1 스캔 오더 및 제 2 스캔 오더에 기초하여, 상기 계수들에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 계수들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 현재 블록의 너비가 높이 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 현재 블록의 너비와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 비정방형 계수 그룹의 너비 보다 크고, 상기 현재 블록의 높이가 너비 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 현재 블록의 높이와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 비정방형 계수 그룹의 높이보다 크며, 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수의 거리값에 기초하여 결정되고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 내 상기 비정방형 계수 그룹의 거리에 기초하여 결정되고, 상기 계수의 거리값은 수평 좌표와 수직 좌표의 합에 의해 산출되고, 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 대각 스캔 오더에 따라 상기 계수의 거리값이 증가하는 순서로 스캔되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 매체를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 정지 영상 또는 동영상 부호화 시에 잔차 신호의 양을 절약할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 잔차 신호의 양을 절약함으로써 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 변환 계수들의 스캔 오더(scan order)를 효율적으로 설정함으로써 변환 계수의 코딩에 필요한 데이터 양을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 비정방형 블록 형태를 고려하여 변환 계수들의 스캔 오더(scan order)를 설정함으로써 변환 계수의 코딩에 필요한 데이터 양을 줄이고 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 잔차 신호를 부호화하는 방법을 예시한다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 잔차 신호를 복호화하는 방법을 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 계수 그룹 단위로 변환 계수들을 스캔하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서 계수 그룹 별 변환 계수들의 스캔 순서를 예시하는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 블록의 분할 구조 및 변환 계수의 스캔 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 계수의 위치를 표현한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 내 변환 계수의 위치에 따른 스캔 순서를 예시하는 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비정방형 블록의 계수들에 대한 스캔 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 슈퍼 픽셀(super-pixel) 단위로 비정방형 블록의 계수들에 대한 스캔 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 계수 그룹들에 대한 스캔 순서를 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 부호화 방법을 예시한다.
도 20는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 복호화 방법을 예시한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 복호화 장치를 예시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 과정이 수행되는 단위를 의미하며, 샘플(또는 화소, 픽셀)의 다차원 배열로 구성될 수 있다.
'블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있으며, 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있다. 또한, 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열과 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 모두 포함하여 통칭할 수도 있다.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 인코딩/디코딩의 수행 대상이 되는 샘플의 배열을 의미하는 코딩 블록(CB: Conding Block), 복수의 코딩 블록으로 구성되는 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 동일한 예측이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 예측 블록(PB: Prediction Block)(또는 예측 유닛(PU: Prediction Unit)), 동일한 변환이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 변환 블록(TB: Transform Block)(또는 변환 유닛(TU: Transform Unit))을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서 별도의 언급이 없는 한, '블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분 및/또는 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 배열을 인코딩/디코딩하는 과정에서 이용되는 신택스 구조(syntax sturcture)를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 여기서, 신택스 구조는 특정한 순서로 비트스트림 내 존재하는 0 또는 그 이상의 신택스 요소(syntax element)를 의미하며, 신택스 요소는 비트스트림 내에서 표현되는 데이터의 요소를 의미한다.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 코딩 블록(CB)과 해당 코딩 블록(CB)의 인코딩을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 복수의 코딩 유닛으로 구성되는 코딩 트리 유닛(CU: Coding Tree Unit), 예측 블록(PB)과 해당 예측 블록(PB)의 예측을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 예측 유닛(PU: Prediction Unit), 변환 블록(TB)와 해당 변환 블록(TB)의 변환을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 반드시 정사각형 또는 직사각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열을 의미할 수도 있다. 이 경우, 폴리곤(Polygon) 블록 또는 폴리곤 유닛으로 지칭될 수도 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 블록으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측된 신호(predicted signal)(또는 예측된 블록(predicted block))를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(181)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다.
여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 블록 단위로 부호화/복호화된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(181)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해 또는 움직임 예측의 정밀도 향상을 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브-픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브-픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(181)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)는, 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측된 신호(예측된 블록)을 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호된(predicted signal)(또는 예측된 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측된 신호(predicted signal)(또는 예측된 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
블록 분할 구조
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CTB를 포함한다.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.
CTU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 2(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 쿼드 트리 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 모드는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 복원이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
잔차 신호의 부호화/복호화 방법
입력된 영상은 인트라 예측부 또는 인터 예측부에서 예측된 블록에 의해 차분되며, 예측에 관련된 정보 및 차분에 대한 잔차 신호(residual signal)를 전송함으로써 디코더에서 영상을 복원할 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 살펴본다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 잔차 신호를 부호화하는 방법을 예시한다.
도 5를 참조하면, 인코더(인코딩 장치)는 잔차 신호(residual signal)(또는 잔차 블록)를 변환(transform)한다(S501). 잔차 신호는 입력된 영상에서 인트라 예측부 또는 인터 예측부에 의해 예측된 신호와 차분된 신호를 의미한다. 잔차 신호는 공간 영역의 신호이며, 이를 주파수 영역으로 변환함으로써 신호간의 상관(correlation)을 제거하고 에너지를 저주파 영역으로 집중시킬 수 있다. 이때, 인코더는 상술한 바와 같이, DCT, DST, GBT, KLT 등과 같은 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다.
인코더는 변환 계수(transform coefficient)를 양자화(quantization)한다(S502). 변환된 신호는 신호의 크기(magnitude)를 줄이기 위하여 스케일링(scaling) 및/또는 양자화된다.
인코더는 변환 블록을 서브 블록(subblock)으로 분할(divide)한다(S503). 인코더는 변환 블록을 미리 정해진 일정 크기의 서브 블록(예를 들어, 4×4 크기의 서브 블록)으로 분할할 수 있다.
인코더는 양자화된 변환 계수를 스캐닝(scanning)하고, 스캐닝 순서(scan order)에 따라 계수를 부호화한다(S504). 즉, 양자화된 변환 계수들은 미리 정해진 순서에 의해 엔트로피 부호화되어 디코더에게 전송된다.
여기서, 스캔 순서(scan order)는 위-오른쪽 대각선 스캔 순서(up-right disgonal scan order), 수평 스캔 순서(horizontal scan order), 수직 스캔 순서(vertical scan order) 등에 해당될 수 있다.
인코더는 마지막 유효 계수(last significant coefficient)(즉, 마지막 0이 아닌 계수)의 위치에서 시작하여 일명 DC 계수라고 지칭되는 (0,0) 좌표의 계수에 도달할 때까지 역방향으로 변환 계수들을 스캔할 수 있다. 이때, 각 서브 블록 내에서 양자화된 변환 계수들은 위-오른쪽 대각선 스캔 순서에 따라 스캔될 수 있으며, 또한 각 서브 블록들도 동일하게 위-오른쪽 대각선 스캔 순서(up-right disgonal scan)에 따라 스캔될 수 있다.
이때, 변환 블록 내에서 마지막 유효한 계수(last significant coefficient)의 위치(즉, 열(column)의 위치 및 행(row)의 위치)를 식별하기 위한 정보가 부호화될 수 있다.
디코더에서는 인코더에서의 과정을 역으로 수행함으로써 복원된 영상을 획득할 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 살펴본다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 잔차 신호를 복호화하는 방법을 예시한다.
도 6을 참조하면, 디코더(디코딩 장치)는 계수를 복호화한다(S601). 즉, 디코더는 인코더로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)에 대하여 엔트로피 디코딩을 수행함으로써 양자화된 변환 계수(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
디코더는 양자화된 변환 계수를 스캔 순서(scan order)대로 위치시키고, 역양자화(inverse-quantize)을 수행한다(S602). 즉, 디코더는 엔트로피 복호화를 통해 복원된 각 양자화된 변환 계수를 미리 정해진 순서에 따라 잔차 신호 배열에 배치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 스캔 순서(scan order)는 위-오른쪽 대각선 스캔 순서(up-right disgonal scan order), 수평 스캔 순서(horizontal scan order), 수직 스캔 순서(vertical scan order) 등에 해당될 수 있다.
상술한 바와 같이 변환 블록 내에서 스캔 순서(scan order)에 따른 마지막 유효 계수(last significant coefficient)(즉, 마지막 0이 아닌 계수)의 위치를 지시하는 정보가 비트 스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 디코더는 위 정보를 파싱하여 변환 블록 내 스캔 순서(scan order)에 따른 마지막 유효한 계수(last significant coefficient)(즉, 0이 아닌 계수)의 열(column)의 위치 및 행(row)의 위치를 도출할 수 있다.
디코더는 마지막 유효한 계수(last significant coefficient)(즉, 0이 아닌 계수)의 위치에서 시작하여 일명 DC 계수라고 지칭되는 (0,0) 좌표에 도달할 때까지 역방향으로 스캔할 수 있다. 이때, 각 서브 블록 내에서 양자화된 변환 계수들은 위-오른쪽 대각선 스캔 순서에 대한 역방향 순서에 따라 스캔될 수 있으며, 또한 각 서브 블록들도 동일하게 위-오른쪽 대각선 스캔 순서(up-right disgonal scan)에 대한 역방향 순서에 따라 스캔될 수 있다.
디코더는 위와 같이 스캔 순서에 따라 양자화된 변환 계수를 역양자화할 수 있다.
디코더는 역양자화된 변환 계수를 역변환(inverse-transform)한다(S603). 즉, 디코더는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하고 차분 신호(residual signal) 획득할 수 있다.
위와 같이, 엔트로피 복호화를 통해 복원된 각 계수들은 스캔 순서에 의해 잔차 신호 배열에 배치되며, 역양자화와 역변환을 통해 공간 영역의 잔차 신호로 복원될 수 있다. 그리고, 복원된 잔차 신호는 예측 신호와 합해진 뒤 필터링 과정을 거쳐 복원 영상으로 출력된다.
실시예 1
본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 변환 계수들에 대한 스캔 순서(scan order)를 계층적으로 구성할 수 있다. 다시 말해, 인코더/디코더는 변환 블록(또는 잔차 블록, 스캔 처리 블록)을 계수 그룹(coefficient group)들로 분할한 후, 분할된 계수 그룹 단위로 스캐닝을 수행할 수 있다. 상기 계수 그룹은 서브 블록, 서브 그룹, 서브 계수 그룹 등으로 지칭될 수도 있다.
인코더/디코더는 스캔 순서에 따라 변환 블록으로부터 분할된 계수 그룹 단위로 스캐닝하면서 각 계수 그룹 내 변환 계수를 스캐닝할 수 있다. 예를 들어, 상기 계수 그룹은 4x4 크기의 블록일 수 있다. 아래의 도7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 계수 그룹 단위로 변환 계수들을 스캔하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 현재 블록(즉, 변환 블록)의 크기가 8x8 블록이고, 계수 그룹은 4x4 블록으로 정해진 경우를 가정한다. 이 경우, 예를 들어, 인코더/디코더는 CG1(701), CG3(703), CG2(702), CG4(704)의 순서로 계수 그룹들을 스캔할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 계수 그룹간 스캔 순서와 동일하게 대각선 스캔 오더(diagonal scan order)에 따라 각 계수 그룹 내 계수들을 스캔할 수 있다.
만약, 도 7의 8x8 크기의 현재 블록을
Figure pat00001
로 표현하고 4x4 크기의 계수 그룹들을
Figure pat00002
로 표현(여기서, k는 스캔 순서를 나타냄)한다면, 도 7의 계수 그룹들은 아래의 수학식 1을 만족할 수 있다.
Figure pat00003
상기 도 7 및 상기 수학식 1에서 저주파에 해당하는 계수(즉, DC 계수)부터 스캔을 시작하는 것으로 전제하고 있지만, 실제 부호화/복호화 과정에서는 가장 나중에 스캔되는 계수 그룹부터 부호화/복호화가 수행될 수도 있다. 또한, 이 경우 해당 계수 그룹 내에서 계수들이 동일한 스캔 순서를 이용하여 스캔될 수 있고, 스캔 순서상 가장 나중에 위치한 계수부터 부호화/복호화가 수행될 수 있다.
즉, 변환 계수에 대한 엔트로피 코딩이 수행될 때, CG4(704), CG2(702), CG3(703), CG1(701)의 순서로 계수 그룹들이 부호화될 수 있고, 이때, 좌상단에 위치한 DC 성분 계수는 가장 마지막에 부호화될 수 있다.
본 명세서에서는, 상기 수학식 1에서처럼 좌상단의 DC 성분부터 스캔하는 방법을 위주로 실시예들을 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 역방향의 스캔 순서가 적용될 수도 있다. 실제 코딩 과정에서 역방향의 스캔 순서가 적용되는 경우에도 본 발명에서 제안하는 방법이 적용될 수 있다. 이때, 역방향 스캔 순서는 순방향 스캔 순서로부터 후술하는 수학식 9를 이용하여 유도될 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서 계수 그룹 별 변환 계수들의 스캔 순서를 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 현재 블록(801), 계수 그룹들(802, 803, 804, 805) 및 각 계수 그룹 내 계수들의 계층적 관계를 트리(tree) 구조로 나타낼 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 좌측부터 우측으로의 순서로 스캐닝을 수행하되, 깊이 우선(depth-first) 탐색 방법에 따라 스캐닝을 수행할 수 있다.
트리 구조의 리프(leaf) 노드들은 현재 블록(801) 내 계수들의 위치를 나타낸다. 각 계수의 위치는 도 8에 도시된 바와 같이, 행(row) 방향 인덱스와 열(column) 방향 인덱스로 이루어진 1x2 행 벡터로 표시될 수 있다.
본 명세서에서, 계수 그룹은
Figure pat00004
으로 표기될 수 있다. 여기서,
Figure pat00005
는 해당 계수 그룹의 k 깊이(depth)에서의 스캔 인덱스(scan index)를 나타낸다. 그리고, d는 트리 구조에서 해당 계수 그룹의 깊이를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 블록의 분할 구조 및 변환 계수의 스캔 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 현재 처리 블록이 16x16 크기의 블록인 경우를 가정한다. 이때, 인코더/디코더는 변환 계수의 스캐닝을 수행하기 위하여 현재 처리 블록을 재귀적으로(또는 계층적으로) 분할(즉, 깊이 2 이상으로 분할)할 수 있다. 현재 처리 블록이 도 9(c)와 같이 재귀적으로 분할되는 경우, 현재 처리 블록의 분할 구조는 도 14에 도시된 바와 같은 트리 형태로 나타낼 수 있다.
도 10을 참조하면, 트리 구조의 리프 노드들을 왼쪽부터 오른쪽으로 스캔함으로써 전체 변환 계수들에 대한 스캔이 수행된다. 즉, 스캔 순서는 트리 구조의 리프 노드의 왼쪽부터 오른쪽으로 결정될 수 있다.
본 명세서에서, 리프 계수 그룹은 도 10의 트리 구조의 리프 노드(즉, 계수 그룹 내 변환 계수)들을 포함하는 최하위 깊이의 계수 그룹(즉, 도 10에서 깊이 2의 계수 그룹)을 나타낸다. 상기 리프 계수 그룹은 더 이상 하위 깊이의 계수 그룹으로 분할되지 않는다. 또한, 트리 구조로 분할되는 블록 구조에서 분할 횟수가 증가할수록 깊이는 증가한다. 하위 깊이를 가지는 노드는 트리 구조에서 상대적으로 깊이 값이 더 큰 노드, 즉, 상위 깊이를 가지는 노드로부터 분할된 노드를 말한다.
Figure pat00006
내에서의 스캔 순서는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00007
수학식 2를 참조하면, 각 행 벡터(row vector)
Figure pat00008
는 hxw 블록 내에서 변환 계수의 위치를 나타낸다. ri는 행 인덱스(row index)를 나타내고, ci는 열 인덱스(column index)를 나타낸다(
Figure pat00009
,
Figure pat00010
).
본 명세서에서, 모든 2D 블록의 행 인덱스와 열 인덱스는 1부터 시작한다고 가정한다. 상기 수학식 2에서
Figure pat00011
는 해당 계수 그룹 내 계수들의 스캔 순서를 나타낸다. 즉, [r1 c1]부터 [rhxw chxw]까지의 순서로 해당 위치의 계수들이 스캔될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 수학식 2의
Figure pat00012
를 구성하는 행 벡터들은 각각 hxw 크기의 블록 내 변환 계수의 위치를 나타내기 때문에, 깊이 d의 계수 그룹
Figure pat00013
에 대한 변환 블록(즉,
Figure pat00014
) 내에서의 행 인덱스 오프셋(offset)과 열 인덱스 오프셋을
Figure pat00015
을 구성하는 모든 열 벡터들에 더해줌으로써 변환 블록 내에서의 스캔 순서를 구할 수 있다. 이때, 상기 행 인덱스 오프셋과 상기 열 인덱스 오프셋은 다음의 수학식 3을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure pat00016
수학식 3을 참조하면,
Figure pat00017
는 현재 변환 블록(즉,
Figure pat00018
) 내에서
Figure pat00019
의 상대적인 위치를 지시하는 열 벡터를 나타낸다. 예를 들어, 앞서 도 9에서
Figure pat00020
이고,
Figure pat00021
일 수 있다.
만약, 벡터 1을
Figure pat00022
로 정의하면, 아래의 수학식 4를 이용하여
Figure pat00023
의 스캔 순서를 계산할 수 있다.
Figure pat00024
Figure pat00025
가 리프 계수 그룹인 경우, 상기 수학식 4를 이용하여 전체 블록(즉, 변환 블록) 내에서의 스캔 순서가 계산될 수 있다. 즉, 전체 블록 내에서의 스캔 순서는 상술한 수학식 2를 이용하여 계산되는 계수 그룹 내에서의 스캔 순서와 상술한 수학식 3을 이용하여 계산되는 상기 계수 그룹의 오프셋(즉,
Figure pat00026
)의 합과 같다
만약,
Figure pat00027
가 리프 계수 그룹이 아닌 경우, 변환 블록 내에서의 스캔 순서는 다음의 수학식 5를 이용하여 계산될 수 있다.
Figure pat00028
전체 블록(
Figure pat00029
)에 대한 스캔 순서는
Figure pat00030
로 표현될 수 있다. 이때, 상기
Figure pat00031
의 행 인덱스는 스캔 인덱스를 나타낼 수 있고, 상기
Figure pat00032
의 각 행 벡터는 해당 스캔 인덱스에 대한 전체 블록 내에서의 위치를 나타낼 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록 내 계수의 위치를 표현한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 블록 내 계수의 위치를 래스터 스캔 순서(raster scan order)(즉, 행 우선 순서(row-first order), 사전 편찬식 순서(lexicographical order))를 이용하여 나타낼 수 있다. 스캔 순서에 따라 각 계수의 위치에 인덱스 값들을 도 11에 도시된 바와 같이 할당할 수 있다. 그리고, 도 11의 계수의 위치를 나타내는 인덱스 값들은 다음의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00033
만약 블록 내에서 변환 계수의 위치들에 앞서 설명한 래스터 스캔 순서를 포함하여 임의의 스캔 순서에 따라 계수의 위치를 나타내는 인덱스를 부여한다면, 스캔 순서는 다음의 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00034
만약,
Figure pat00035
일 때, 수학식 7은 수학식 6과 같이 정리될 수 있다.
본 명세서 제안하는 스캔 순서는 앞서 수학식 2 내지 7에서 설명한 방식으로 기술될 수 있다. 이처럼 이상에서 설명한 방식으로 스캔 순서가 기술된다고 했을 때, 스캔 순서는 다음과 같은 구성 요소들에 의하여 결정될 수 있다.
1) 각 깊이(즉, 0 이상의 깊이)에서 계수 그룹의 재귀적 분할
2) 분할된 계수 그룹에 대한 스캔 순서 결정
3) 리프 계수 그룹의 변환 계수들에 대한 스캔 순서 결정
상기 구성 요소들이 결정되면 수학식 2 내지 수학식 7을 이용하여 스캔 순서가 결정될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 구성 요소들을 결정함으로써 적합한 스캔 순서를 구성하는 방법을 제안한다.
적용 가능한 모든 스캔 순서 행렬들을 포함하는 집합은 다음의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00036
여기서
Figure pat00037
은 블록들에 대해 적용 가능한 모든 스캔 순서 행렬들을 모아 놓은 집합을 나타낸다. 그리고, 상기 블록은 다양한 크기 또는 모양(예를 들어, 4x4, 4x8, 16x4, 16x16, 32x8 등)을 가질 수 있다. 그리고, 앞서 설명한 수학식 5에 의해 유도되는
Figure pat00038
는 상기
Figure pat00039
의 원소로서 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 현재 처리 블록의 주변 블록들에 대한 정보를 이용하여 상기
Figure pat00040
에서 특정 스캔 순서를 선택하고, 선택된 스캔 순서를 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다. 상기 주변 블록들에 대한 정보는, 예를 들어, 좌측 블록 또는 상측 블록 내 존재하는 0이 아닌 계수(non-zero coefficient)의 개수 또는 마지막 0이 아닌 계수(last non-zero coefficient)의 위치 등일 수 있다. 또한, 현재 처리 블록 바로 이전에 코딩한 블록에 대한 정보를 이용하여 현재 처리 블록의 스캔 순서를 결정할 수도 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 현재 처리 블록의 크기 또는 모양에 따라 스캔 순서를 결정(또는 적용)할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 4x8 크기의 블록에 대해서는
Figure pat00041
를 적용하고 8x16 크기의 블록에 대해서는
Figure pat00042
를 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 특정 크기 또는 모양의 블록에 대하여 적용 가능한 스캔 순서들의 집합들(즉,
Figure pat00043
의 부분집합) 중에서 특정 스캔 순서를 선택하여 적용할 수 있다. 이때, 인코더는 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, CTU, 코딩 블록(또는 코딩 유닛) 또는 변환 블록(또는 변환 유닛) 단위로 선택된 스캔 순서에 대한 인덱스를 디코더로 시그널링할 수 있다.
변환 계수에 대하여 엔트로피 코딩을 수행할 때는 전술한 순방향의 스캔 순서뿐만 아니라 역방향의 스캔 순서를 적용할 수도 있다. 상기 역방향 스캔 순서는 다음의 수학식 9를 이용하여 계산될 수 있다.
Figure pat00044
여기서, P는 반-대각선(anti-diagonal) 성분만 1의 값을 갖는 순열 행렬(permutation matrix)을 나타낸다. 상기 순열 행렬을 이용하여 전술한 순방향의 스캔 순서의 역방향 스캔 순서를 유도할 수 있다.
실시예 2
본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 계수 그룹의 크기 또는 형태에 기초하여 계수 그룹 내 각 계수들에 대한 스캔 순서를 결정할 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 블록의 크기 또는 형태에 따라 앞서 설명한 수학식 2의 계수 그룹 내 계수들의 스캔 순서를 결정할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 내 변환 계수의 위치에 따른 스캔 순서를 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 인코더/디코더는 대각선 스캔 순서(diagonal scan order)에 따라 d 값이 증가하는 순서로 계수들을 스캔할 수 있다. 여기서, 상기 d는 좌상단 계수를 기준으로 한 해당 계수의 거리 값을 나타낸다. 인코더/디코더는 동일한 d 값을 가지는 위치의 계수들에 대해서는 좌하측에서 우상측으로 스캔할 수 있다.
여기서, d 값은 d=dx+dy로 결정될 수 있으며, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 dx 및 dy는 각각 수평 방향 증분(또는 수평 방향 좌표) 및 수직 방향 증분(또는 수직 방향 좌표)를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 변환 계수들에 대한 엔트로피 코딩을 수행함에 있어서, 인코더/디코더는 역방향 스캔 순서를 적용할 수 있다. 이 경우, d 값이 6인 계수부터 d 값이 0인 계수까지 스캔될 수 있고, 도 12(a)에 도시된 화살표 방향과는 반대로 우상측에서 좌하측으로 스캔될 수 있다. 본 명세서에서는 순방향 스캔 순서를 위주로 설명하나, 엔트로피 코딩을 수행함에 있어서 인코더/디코더는 역방향 스캔 순서를 따를 수도 있고 순방향 스캔 순서를 따를 수도 있다.
동일한 d 값을 갖는 위치는 주파수 관점에서 동등한 위상을 갖는 계수들의 위치에 해당할 수 있다. 따라서, 인코더/디코더는 동일한 d 값을 갖는 위치의 계수들에 대해서는 임의의 순서를 부여할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 도 12(a)의 d 값이 3인 라인(line) 위치들에 대해서는 [4 1], [3 2], [2 3], [1 4] (각 위치를 행 벡터로 표현)의 순서로 스캔할 수도 있고, [1 4], [2 3], [3 2], [4 1] 또는 [2 3], [3 2], [1 4], [4 1]의 순서로 스캔할 수도 있다.
또한, 인코더/디코더는 도 13에 도시된 바와 같이 각 반-대각선(anti-diagonal) 라인에 대하여 도 12(a)에서의 예시와 다르게 우측에서 좌측으로 스캔하도록 구성할 수도 있다.
아래의 표 1은 상술한 대각선 스캔 순서를 결정하기 위한 의사 코드의 일례를 나타낸다.
Figure pat00045
표 1을 참조하면, 인코더/디코더는 d 값을 0에서부터 1씩 증가시키면서, 가장 좌하측 위치에서 가장 우상측 위치의 계수까지 스캔 인덱스를 할당함으로써 스캔 순서를 결정할 수 있다. 여기서, sypos와 sxpos는 각각 블록 내 행 인덱스와 열 인덱스에서 1을 뺀 값을 나타내는 파라미터이다. 즉, sypos와 sxpos는 0부터 시작한다고 가정한다.
표 1에서 d 값에 의해 특정되는 대각선 라인에 대하여 좌하측부터 스캔하는 것을 가정하나, 도 13에서 설명한 바와 같이 우상측부터 스캔하도록 코드를 구성할 수도 있다.
상기 표 1에서 ‘while 루프(loop)’는 d 값으로 특정되는 대각선 라인에 대하여 스캔 순서에 따라 스캔 정보를 나타내는 파라미터(또는 행렬)를 결정한다. 상기 파라미터는 스캔 순서를 나타내는 파라미터(scan_order) 또는 스캔 위치를 나타내는 파라미터(scan_pos)일 수 있다. 상기 scan_order 행렬에는 블록의 각 위치(즉, 상기 scan_order 행렬의 구성 요소)에 할당되는 스캔 인덱스(scan index)가 저장된다. 그리고, 상기 scan_pos 행렬에는 각 행 인덱스가 스캔 인덱스에 해당하며, 각 행은 행 벡터의 형태로 블록에서의 계수 위치가 저장된다.
만약, 기존의 방법(예를 들면, HEVC)으로 계수의 위치에 스캔 순서를 할당한다면, 현재 처리 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우 수평 방향 또는 수직 방향의 주파수 증가율이 효과적으로 반영되지 않을 수 있다.
구체적으로, 비정방형 블록에 대하여 분리 가능한 변환(separable transform)이 적용되는 경우, 수직 방향에 대한 변환 기저 벡터(transform basis vector)의 길이와 수평 방향에 대한 변환 기저 벡터의 길이는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 현재 처리 블록이 2NxN 크기의 블록인 경우, 수직 방향으로는 2Nx2N 크기의 DCT가 적용되고 수평 방향으로는 NxN 크기의 DCT가 적용될 수 있다. 이 경우, 세로 방향으로는 계수의 수직 방향 좌표가 1 증가할 때마다 1/(2N)*π 만큼 주파수가 증가하는 반면에, 가로 방향으로는 계수의 수평 방향 좌표가 1 증가할 때마다 1/(N)*π 증가할 수 있다.
본 명세서에서 제안하는 방법의 설명에 있어서, MxN 블록은 높이(height)가 M, 너비(width)가 N인 블록임을 위주로 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, MxN 블록은 너비와 높이가 각각 M, N인 블록을 나타낼 수도 있음은 물론이다.
비정방형 블록인 경우에도 기존의 방법으로 계수의 위치에 동일하게 스캔 순서를 할당하는 경우, 수평 방향 또는 수직 방향으로 주파수 증가율이 효과적으로 반영되지 않을 수 있다. 이로 인해, 고주파 성분에서부터 저주파 성분으로의 스캔이 제대로 이루어지지 않을 수 있으며, 영상의 압축 성능이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 위와 같은 문제점을 해결하고 수평 방향 또는 수직 방향으로 주파수 증가율을 효과적으로 반영하기 위하여 비정방형 블록 내 각 위치의 계수들에 스캔 순서를 할당하는 방법을 제안한다.
비정방형 블록에 대해서도 앞서 도 12 및 표 1에서 설명한 방법을 이용하여 스캔 순서를 구할 수 있다. 예를 들어, 현재 처리 블록이 4x8 크기의 블록인 경우, 함수의 입력 파라미터로서 height=4, width=8로 설정하고 표 1의 함수를 수행한다면 해당 스캔 오더를 구할 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비정방형 블록의 계수들에 대한 스캔 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 비정방형 블록에 대해 분리 가능한 변환이 적용되는 경우, 수직 방향(즉, 행 방향)에 대한 변환 기저 벡터의 길이와 수평 방향(즉, 열 방향)에 대한 변환 기저 벡터의 길이는 다를 수 있다.
도 14를 참조하면, 현재 처리 블록이 4x8 크기의 블록인 경우를 가정한다. 이 경우 수직 방향으로 4x4 크기의 DCT를 적용하고 수평 방향으로는 8x8 크기의 DCT를 적용할 수 있다. 변환 계수가 좌상단에 위치할수록 저주파 성분을 나타내고, 우하단에 위치할수록 고주파 성분을 나타낸다고 가정하면, 도 14(a)의 4x8 블록의 경우 수직 방향(또는 세로 방향)으로의 주파수 증분은 수평 방향(또는 가로 방향)으로의 주파수 증분의 2배일 수 있다.
따라서, 변환 계수의 위치에 따른 dx 및 dy는 도 14(b)에 도시된 바와 같이 설정될 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 동일한 d (이때, d=dx+dy) 값을 가지는 위치의 계수들을 단위로 d 값이 증가하는 순서로 스캔 순서를 설정할 수 있다. 역방향 스캔 순서의 경우, 인코더/디코더는 d 값이 감소하는 순서로 스캔 순서를 설정할 수 있다.
본 발명에서, 스캔 라인(scan line)은 동일한 d 값을 가지는 위치의 계수들을 지칭한다. 즉, 동일한 d 값을 가지는 계수들은 같은 스캔 라인에 포함될 수 있다.
같은 스캔 라인에 속하는 계수들 간에는 임의의 스캔 순서가 할당될 수 있다. 만약 좌측에서 우측으로 스캔하는 경우, 도 14(c)에 도시된 바와 같이 각 위치의 계수들에 스캔 인덱스가 할당될 수 있다.
도 15를 참조하면, 현재 처리 블록이 8x4 크기의 블록인 경우를 가정한다. 수평 방향의 주파수 증분과 수직 방향의 주파수 증분이 도 15(b)에 도시된 바와 같이 달라지는 점을 제외하고, 인코더/디코더는 상술한 방법과 동일한 방법으로 d 값을 설정하여 스캔 순서를 결정할 수 있다.
아래의 표 2는 도 14 및 도 15에서 설명한 방법을 적용하여 스캔 순서를 구하는 의사 코드의 일례이다.
Figure pat00046
Figure pat00047
표 2를 참조하면, sh는 수직 방향 증분(즉, dy)을 나타내는 파라미터이며, sw는 수평 방향 증분(즉, dx)을 나타내는 파라미터이다. 이외의 파라미터들은 앞서 표 1에서와 동일하다. 그리고, 플로어(floor) 함수는 인자로 주어진 숫자보다 같거나 작은 최대 크기의 정수 값을 리턴(return)하고, 라운드(round) 함수는 인자로 주어진 숫자를 반올림한 정수 값을 리턴한다. 인코더/디코더는 현재 처리 블록의 너비와 높이의 비율을 이용하여 sh 값과 sw 값을 설정하고, d 값을 0에서부터 1씩 증가시키면서, 가장 좌하측 위치에서 가장 우상측 위치의 계수까지 스캔 인덱스를 할당함으로써 스캔 순서를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 특정 개수의 계수 단위로 그룹핑(grouping)한 후, 다양한 스캔 순서를 적용하여 스캔할 수 있다. 아래의 도 16을 참조하여 설명한다.
도 16 및 도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 슈퍼 픽셀(super-pixel) 단위로 비정방형 블록의 계수들에 대한 스캔 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 현재 처리 블록이 4x8 크기의 블록인 경우를 가정한다. 인코더/디코더는 슈퍼 픽셀(super-pixel) 단위로 현재 처리 블록을 분할할 수 있다. 여기서, 슈퍼 픽셀은 특정 개수의 계수(또는 픽셀)들의 집합을 나타내며, 상기 특정 개수는 현재 블록의 너비와 높이의 비율에 따라 결정될 수 있다. 상기 슈퍼 픽셀은 서브 블록, 서브 그룹, 계수 그룹, 서브 계수 그룹 등으로 지칭될 수 있다. 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 2이기 때문에, 상기 슈퍼 픽셀은 2개의 픽셀들로 구성될 수 있다.
인코더/디코더는 슈퍼 픽셀들로 정방형 블록을 구성하고, 앞서 도 7 내지 도 13에서 설명한 방법을 이용하여 슈퍼 픽셀 단위로 스캔 순서를 결정하고, 슈퍼 픽셀 내에서는 임의의 순서로 계수들을 스캔할 수 있다.
인코더/디코더는 도 16에 도시된 바와 같이 슈퍼 픽셀 단위로 대각선 스캔 순서에 따라 4x4 크기의 정방형 블록에 대한 스캔 순서를 적용하고, 각 슈퍼 픽셀 내에서는 좌측에서 우측으로 스캔 순서를 적용할 수 있다.
도 17을 참조하면, 현재 처리 블록이 8x4 크기의 블록인 경우를 가정한다. 마찬가지로 인코더/디코더는 슈퍼 픽셀(super-pixel) 단위로 현재 처리 블록을 분할할 수 있다. 높이가 너비의 2배이기 때문에, 인코더/디코더는 수직 방향(또는 세로 방향)으로 2개의 계수를 그룹핑하여 슈퍼 픽셀을 설정할 수 있다.
아래의 표 3은 앞서 도 16 및 도 17에서 설명한 방법을 적용하여 스캔 순서를 구하는 의사 코드의 일례이다.
Figure pat00048
Figure pat00049
표 3을 참조하면, splen은 슈퍼 픽셀의 길이를 나타내는 파라미터이다. 상기 splen은 현재 처리 블록의 너비 및 높이에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 높이가 너비보다 큰 경우 수직 방향으로 긴 슈퍼 픽셀로 결정되고, 너비가 높이보다 큰 경우 수평 방향으로 긴 슈퍼 픽셀로 결정될 수 있다. 그리고, norm_length는 슈퍼 픽셀 단위로 구성된 블록(즉, 정방형(square) 블록)에 대한 한 변의 길이를 나타내는 파라미터이다. 상기 표 3에서 ‘while 루프(loop)’내부의 ‘for-loop’는 슈퍼 픽셀 내 각 위치의 계수들에 대하여 스캔 인덱스를 할당한다.
인코더/디코더는 상술한 스캔 순서 이외에도 다양한 스캔 순서를 적용할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 특정 크기(예를 들어, 4x8, 16x8, 32x32 등)의 블록 변환 계수들의 통계 등을 이용하여 각 위치의 계수들에 대하여 0이 아닌 계수의 개수 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 획득된 0이 아닌 계수의 개수에 기초하여 해당 개수의 내림차순(또는 오름차순)으로 계수들의 스캔 순서를 결정할 수도 있다.
인코더/디코더는 앞서 설명한 수학식 2에서와 같이
Figure pat00050
의 높이와 너비가 각각 h, w라고 할 때, hxw 블록에 대하여 적용 가능한 스캔 순서들의 집합은 다음의 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00051
여기서,
Figure pat00052
는 적용 가능한 스캔 순서들의 집합을 나타낸다. 그리고,
Figure pat00053
는 스캔 순서들을 나타내며, 앞서 도 7 내지 도 17에서 설명한 스캔 순서들이 이에 해당할 수 있다. 수학식 2의
Figure pat00054
는
Figure pat00055
를 만족할 수 있다.
실시예 3
본 발명의 실시예에서는, 계수 그룹의 스캔 순서를 결정하는 방법을 제안한다. 예를 들어, 인코더/디코더는 앞서 도 9(c)에서
Figure pat00056
를 구성하는 4개의 계수 그룹들에 대한 스캔 순서를 결정할 수 있다.
인코더/디코더는 앞서 도 9(c)에 도시된 바와 같이 대각선 스캔 순서로 계수 그룹들을 스캔할 수 있다. 또한, 인코더/디코더는 계수 그룹간 스캔 순서를 결정함에 있어서 앞서 실시예 1 및 실시예 2에서 설명한 스캔 방법을 적용할 수도 있고, 임의의 순서를 가지는 스캔 순서를 적용할 수도 있다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 계수 그룹들에 대한 스캔 순서를 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 18을 참조하면, 인코더/디코더는 계수 그룹에 대한 스캔 순서 및 계수 그룹 내 계수들에 대한 스캔 순서를 동일하게 이용하도록 구성할 수도 있고, 각각 별개의 스캔 순서를 이용하도록 구성할 수도 있다.
일 예로서 도 18(a)을 참조하면, 인코더/디코더는 4x2 크기의 블록으로 계수 그룹을 분할하고, 계수 그룹간에는 앞서 설명한 표 2을 이용하여 생성되는 스캔 순서를 적용하고 각 계수 그룹 내에서는 앞서 설명한 표 1을 이용하여 생성되는 스캔 순서를 적용할 수 있다.
다른 일예로서 도 18(b)를 참조하면, 인코더/디코더는 2x4 크기의 블록으로 계수 그룹을 분할하고, 계수 그룹간 스캔 순서와 계수 그룹 내 계수들간 스캔 순서에 동일하게 앞서 설명한 표 2를 이용하여 생성되는 스캔 순서를 적용할 수도 있다.
다른 일 예로서 도 18(c)를 참조하면, 인코더/디코더는 2x4 크기의 블록으로 계수 그룹을 분할하고, 계수 그룹간에는 앞서 설명한 표 2을 이용하여 생성되는 스캔 순서를 적용하고 각 계수 그룹 내에서는 앞서 설명한 표 3을 이용하여 생성되는 스캔 순서를 적용할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 부호화 방법을 예시한다.
인코더는 현재 처리 블록의 잔차 신호(residual signal)에 대하여 변환(transform) 및 양자화(quantization)를 수행함으로써 양자화된 변환 블록을 생성한다(S1901). 상기 S1901 단계는 앞서 도 5에서 설명한 S501 및 S502 단계와 동일하게 수행될 수 있다.
인코더는 상기 양자화된 변환 블록을 복수 개의 계수 그룹(coefficient group)으로 분할한다(S1902).
앞서 도 9 및 도 10에서 설명한 바와 같이, 인코더는 변환 계수에 대한 스캔을 위하여 현재 처리 블록을 재귀적으로(또는 계층적으로) 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수 개의 계수 그룹으로 분할하는 단계는, 상기 양자화된 변환 블록을 계층적으로 분할함으로써 하위 깊이(lower depth)를 가지는 계수 그룹들로 분할하는 단계를 포함하고, 상기 제2 스캔 순서는 상기 양자화된 변환 블록으로부터 분할된 각 깊이의 계수 그룹들간 스캔 순서를 포함할 수 있다.
또한, 앞서 도 16 및 도 17에서 설명한 바와 같이, 인코더는 특정 개수의 계수 단위로 그룹핑(grouping)한 후, 다양한 스캔 순서를 적용하여 스캔할 수 있다. 즉, 상기 양자화된 변환 블록이 비정방형 블록인 경우, 상기 양자화된 변환 블록은 특정 개수의 계수들로 구성되는 계수 그룹들로 분할되고, 상기 특정 개수는 상기 양자화된 변환 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 결정될 수 있다.
인코더는 상기 계수 그룹의 계수(coefficient)들간의 스캔 순서(scan order)를 나타내는 제1 스캔 순서를 결정한다(S1903).
인코더는 앞서 도 12 내지 도 18에서 설명한 방법을 적용하여 상기 제1 스캔 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 S1903 단계는 상기 계수 그룹의 좌상단 계수를 기준으로 하는 상기 계수 그룹의 각 계수들의 거리 값을 결정하는 단계 및 상기 거리 값을 순차적으로 증가시키면서 동일한 거리 값을 가지는 계수들에 미리 정해진 순서에 따라 스캔 인덱스(scan index)를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 앞서 도 14 및 도 15에서 설명한 바와 같이, 인코더는 수평 방향 또는 수직 방향으로 주파수 증가율을 효과적으로 반영하기 위하여 비정방형 블록 내 각 위치의 계수들에 스캔 순서를 할당할 수 있다. 예를 들어, 상기 계수 그룹의 각 계수들의 거리 값을 결정하는 단계는 상기 계수 그룹이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 계수 그룹의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 기초하여 각 계수의 수평 방향으로 좌표 값의 증가량을 나타내는 수평 방향 증분 및 수직 방향으로 좌표 값의 증가량을 나타내는 수직 방향 증분을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 각 계수들의 거리 값은 상기 수평 방향 증분 및 수직 방향 증분을 합한 값을 이용하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 계수 그룹의 너비가 높이보다 큰 경우, 상기 수평 방향 증분은 1로 결정되고 상기 수직 방향 증분은 2로 결정되고, 상기 계수 그룹의 높이가 너비보다 큰 경우, 상기 수평 방향 증분은 2로 결정되고 상기 수직 방향 증분은 2로 결정될 수 있다.
상기 제1 스캔 순서는 인코더에 의해 미리 정의(또는 설정)될 수도 있고, 픽쳐, 슬라이스, CTU, 부호화 단위 또는 변환 단위로 인코더가 디코더로 전송할 수도 있다.
또한, 인코더는 상기 복수 개의 계수 그룹들간의 스캔 순서를 나타내는 제2 스캔 순서를 결정할 수도 있다. 이 경우, 상기 S1903 단계는 제2 스캔 순서를 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 인코더는 앞서 도 12 내지 도 18에서 설명한 방법을 적용하여 상기 제2 스캔 순서를 결정할 수 있다. 상기 제2 스캔 순서는 인코더에 의해 미리 정의(또는 설정)될 수도 있고, 픽쳐, 슬라이스, CTU, 부호화 단위 또는 변환 단위로 인코더가 디코더로 전송할 수도 있다.
인코더는 상기 제1 스캔 순서, 및 상기 복수 개의 계수 그룹들간의 스캔 순서를 나타내는 제2 스캔 순서에 따라 상기 양자화된 변환 블록의 계수들을 엔트로피 인코딩한다(S1904).
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 복호화 방법을 예시한다.
디코더는 현재 처리 블록을 복수 개의 계수 그룹(coefficient group)으로 분할한다(S2001).
앞서 도 9 및 도 10에서 설명한 바와 같이, 디코더는 변환 계수에 대한 스캔을 위하여 현재 처리 블록을 재귀적으로(또는 계층적으로) 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수 개의 계수 그룹으로 분할하는 단계는, 현재 처리 블록을 계층적으로 분할함으로써 하위 깊이(lower depth)를 가지는 계수 그룹들로 분할하는 단계를 포함하고, 상기 제2 스캔 순서는 상기 현재 처리 블록으로부터 분할된 각 깊이의 계수 그룹들간 스캔 순서를 포함할 수 있다.
또한, 앞서 도 16 및 도 17에서 설명한 바와 같이, 디코더는 특정 개수의 계수 단위로 그룹핑(grouping)한 후, 다양한 스캔 순서를 적용하여 스캔할 수 있다. 즉, 상기 현재 처리 블록이 비정방형 블록인 경우, 상기 현재 처리 블록은 특정 개수의 계수들로 구성되는 계수 그룹들로 분할되고, 상기 특정 개수는 상기 현재 처리 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 결정될 수 있다.
디코더는 상기 계수 그룹의 계수(coefficient)들간의 스캔 순서(scan order)를 나타내는 제1 스캔 순서를 결정한다(S2002).
디코더는 앞서 도 12 내지 도 18에서 설명한 방법을 적용하여 상기 제1 스캔 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 S2002 단계는 상기 계수 그룹의 좌상단 계수를 기준으로 하는 상기 계수 그룹의 각 계수들의 거리 값을 결정하는 단계 및 상기 거리 값을 순차적으로 증가시키면서 동일한 거리 값을 가지는 계수들에 미리 정해진 순서에 따라 스캔 인덱스(scan index)를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 앞서 도 14 및 도 15에서 설명한 바와 같이, 디코더는 수평 방향 또는 수직 방향으로 주파수 증가율을 효과적으로 반영하기 위하여 비정방형 블록 내 각 위치의 계수들에 스캔 순서를 할당할 수 있다. 예를 들어, 상기 계수 그룹의 각 계수들의 거리 값을 결정하는 단계는 상기 계수 그룹이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 계수 그룹의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 기초하여 각 계수의 수평 방향으로 좌표 값의 증가량을 나타내는 수평 방향 증분 및 수직 방향으로 좌표 값의 증가량을 나타내는 수직 방향 증분을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 각 계수들의 거리 값은 상기 수평 방향 증분 및 수직 방향 증분을 합한 값을 이용하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 계수 그룹의 너비가 높이보다 큰 경우, 상기 수평 방향 증분은 1로 결정되고 상기 수직 방향 증분은 2로 결정되고, 상기 계수 그룹의 높이가 너비보다 큰 경우, 상기 수평 방향 증분은 2로 결정되고 상기 수직 방향 증분은 2로 결정될 수 있다.
상기 제1 스캔 순서는 디코더에 의해 미리 정의(또는 설정)될 수도 있고, 픽쳐, 슬라이스, CTU, 부호화 단위 또는 변환 단위로 디코더가 디코더로 전송될 수도 있다.
또한, 디코더는 상기 복수 개의 계수 그룹들간의 스캔 순서를 나타내는 제2 스캔 순서를 결정할 수도 있다. 이 경우, 상기 S2002 단계는 제2 스캔 순서를 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 디코더는 앞서 도 12 내지 도 18에서 설명한 방법을 적용하여 상기 제2 스캔 순서를 결정할 수 있다. 상기 제2 스캔 순서는 디코더에 의해 미리 정의(또는 설정)될 수도 있고, 픽쳐, 슬라이스, CTU, 부호화 단위 또는 변환 단위로 인코더에서 디코더로 전송될 수도 있다.
디코더는 인코더로부터 출력된 비트 스트림을 엔트로피 디코딩함으로써 양자화된 변환 계수를 생성한다(S2003). 상기 S2003 단계는 앞서 도 6에서 설명한 S601 단계와 동일하게 수행될 수 있다.
디코더는 상기 제1 스캔 순서, 및 상기 복수 개의 계수 그룹들간의 스캔 순서를 나타내는 제2 스캔 순서에 따라 상기 양자화된 변환 블록의 계수들을 배치함으로써 상기 현재 처리 블록의 양자화된 변환 블록을 생성한다(S2004).
그리고, 디코더는 상기 양자화된 변환 블록을 역양자화하여 변환 블록을 획득할 수 있다. 역양자화하는 방법은 공지된 기술을 이용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상술한 실시예에 따른 영상의 복호화 방법에서 일부 단계가 생략되거나 추가될 수 있으며, 설명한 순서에도 구속되지 않는다. 또한, 상기 S2003 단계 및 상기 S2004 단계는 분리 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 복호화 장치를 예시한다.
도 21에서는 설명의 편의를 위해 계수 그룹 분할부(2101), 스캔 순서 결정부(2102), 변환 계수 생성부(2103), 변환 블록 생성부(2104)를 별개의 블록으로 도시하고 있으나, 상기 계수 그룹 분할부(2101), 스캔 순서 결정부(2102), 변환 계수 생성부(2103), 변환 블록 생성부(2104)는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상의 복호화 장치는 앞서 도 5 내지 도 20에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하며 또한 후술하는 스케일링 및 변환 프로세스를 수행한다. 구체적으로, 상기 복호화 장치는 계수 그룹 분할부(2101), 스캔 순서 결정부(2102), 변환 계수 생성부(2103), 변환 블록 생성부(2104)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 21에서 예시된 영상의 복호화 장치의 세부 구성은 하나의 예시에 불과하며, 예시된 세부 구성 중 일부가 다른 세부 구성에 포함되어 함께 구현될 수도 있으며, 예시되지 않은 다른 구성이 추가되어 함께 구현될 수도 있다.
계수 그룹 분할부(2101)는 현재 처리 블록을 복수 개의 계수 그룹(coefficient group)으로 분할한다.
앞서 도 9 및 도 10에서 설명한 바와 같이, 계수 그룹 분할부(2101)는 변환 계수에 대한 스캔을 위하여 현재 처리 블록을 재귀적으로(또는 계층적으로) 분할할 수 있다. 예를 들어, 계수 그룹 분할부(2101)는 현재 처리 블록을 계층적으로 분할함으로써 하위 깊이(lower depth)를 가지는 계수 그룹들로 분할하고, 상기 제2 스캔 순서는 상기 현재 처리 블록으로부터 분할된 각 깊이의 계수 그룹들간 스캔 순서를 포함할 수 있다.
또한, 앞서 도 16 및 도 17에서 설명한 바와 같이, 계수 그룹 분할부(2101)는 특정 개수의 계수 단위로 그룹핑(grouping)한 후, 다양한 스캔 순서를 적용하여 스캔할 수 있다. 즉, 상기 현재 처리 블록이 비정방형 블록인 경우, 상기 현재 처리 블록은 특정 개수의 계수들로 구성되는 계수 그룹들로 분할되고, 상기 특정 개수는 상기 현재 처리 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 결정될 수 있다.
스캔 순서 결정부(2102)는 상기 계수 그룹의 계수(coefficient)들간의 스캔 순서(scan order)를 나타내는 제1 스캔 순서를 결정한다.
스캔 순서 결정부(2102)는 앞서 도 12 내지 도 18에서 설명한 방법을 적용하여 상기 제1 스캔 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 스캔 순서 결정부(2102)는 상기 계수 그룹의 좌상단 계수를 기준으로 하는 상기 계수 그룹의 각 계수들의 거리 값을 결정하고, 상기 거리 값을 순차적으로 증가시키면서 동일한 거리 값을 가지는 계수들에 미리 정해진 순서에 따라 스캔 인덱스(scan index)를 할당할 수 있다.
또한, 앞서 도 14 및 도 15에서 설명한 바와 같이, 스캔 순서 결정부(2103)는 수평 방향 또는 수직 방향으로 주파수 증가율을 효과적으로 반영하기 위하여 비정방형 블록 내 각 위치의 계수들에 스캔 순서를 할당할 수 있다. 예를 들어, 스캔 순서 결정부(2102)는 상기 계수 그룹이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 계수 그룹의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 기초하여 각 계수의 수평 방향으로 좌표 값의 증가량을 나타내는 수평 방향 증분 및 수직 방향으로 좌표 값의 증가량을 나타내는 수직 방향 증분을 결정할 수 있고, 상기 각 계수들의 거리 값은 상기 수평 방향 증분 및 수직 방향 증분을 합한 값을 이용하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 계수 그룹의 너비가 높이보다 큰 경우, 상기 수평 방향 증분은 1로 결정되고 상기 수직 방향 증분은 2로 결정되고, 상기 계수 그룹의 높이가 너비보다 큰 경우, 상기 수평 방향 증분은 2로 결정되고 상기 수직 방향 증분은 2로 결정될 수 있다.
상기 제1 스캔 순서는 디코더에 의해 미리 정의(또는 설정)될 수도 있고, 픽쳐, 슬라이스, CTU, 부호화 단위 또는 변환 단위로 디코더가 디코더로 전송될 수도 있다.
또한, 스캔 순서 결정부(2102)는 상기 복수 개의 계수 그룹들간의 스캔 순서를 나타내는 제2 스캔 순서를 결정할 수도 있다. 다시 말해, 스캔 순서 결정부(2102)는 제2 스캔 순서를 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 스캔 순서 결정부(2102)는 앞서 도 12 내지 도 18에서 설명한 방법을 적용하여 상기 제2 스캔 순서를 결정할 수 있다. 또한, 상기 제2 스캔 순서는 디코더에 의해 미리 정의(또는 설정)될 수도 있고, 픽쳐, 슬라이스, CTU, 부호화 단위 또는 변환 단위로 인코더에서 디코더로 전송될 수도 있다.
변환 계수 생성부(2103)는 인코더로부터 출력된 비트 스트림을 엔트로피 디코딩함으로써 양자화된 변환 계수를 생성한다. 이때, 앞서 도 6에서 설명한 S601 단계와 동일한 방법이 적용될 수 있다.
변환 블록 생성부(2104)는 상기 제1 스캔 순서, 및 상기 복수 개의 계수 그룹들간의 스캔 순서를 나타내는 제2 스캔 순서에 따라 상기 양자화된 변환 블록의 계수들을 배치함으로써 상기 현재 처리 블록의 양자화된 변환 블록을 생성한다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서,
    현재 블록을 포함하는 상기 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 역양자화를 수행하여 변환 계수를 획득하는 단계;
    상기 변환 계수에 대해 역변환을 수행하는 단계; 및
    상기 역변환에 따른 잔차 신호와 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하되,
    상기 엔트로피 디코딩을 수행하는 단계는,
    상기 현재 블록이 비정방형 블록인 것에 기초하여, 상기 현재 블록을 복수개의 계수 그룹들로 분할하는 단계, 여기서 상기 복수개의 계수 그룹들은 비정방형 계수 그룹을 포함함; 및
    제 1 스캔 오더 및 제 2 스캔 오더에 기초하여, 상기 복수개의 계수 그룹들에 대응되는 계수들을 획득하는 단계, 여기서 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 계수들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 간의 스캔 오더를 나타냄,
    을 포함하고,
    상기 현재 블록의 너비가 높이 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 현재 블록의 너비와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 비정방형 계수 그룹의 너비 보다 크고,
    상기 현재 블록의 높이가 너비 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 현재 블록의 높이와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 비정방형 계수 그룹의 높이보다 크며,
    상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수의 거리값에 기초하여 결정되고,
    상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 내 상기 비정방형 계수 그룹의 거리에 기초하여 결정되고,
    상기 계수의 거리값은 수평 좌표와 수직 좌표의 합에 의해 산출되고,
    상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 대각 스캔 오더에 따라 상기 계수의 거리값이 증가하는 순서로 스캔되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 동일한 거리값을 갖는 스캔 라인상 좌하측에서 우상측 방향으로 스캔되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 스캔 오더 또는 상기 제 2 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 크기 또는 모양(shape)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
    상기 비디오 신호에 대해 예측 신호를 생성하는 단계;
    상기 예측 신호에 기초하여 차분 신호를 생성하는 단계;
    상기 차분 신호에 대해 변환을 수행하여 계수들을 생성하는 단계;
    현재 블록이 비정방형 블록인 것에 기초하여, 상기 계수들을 복수개의 계수 그룹들로 분할하는 단계, 여기서 상기 복수개의 계수 그룹들은 비정방형 계수 그룹을 포함함; 및
    제 1 스캔 오더 및 제 2 스캔 오더에 기초하여, 상기 계수들에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 계수들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 간의 스캔 오더를 나타내고,
    상기 현재 블록의 너비가 높이 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 현재 블록의 너비와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 비정방형 계수 그룹의 너비 보다 크고,
    상기 현재 블록의 높이가 너비 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 현재 블록의 높이와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 비정방형 계수 그룹의 높이보다 크며,
    상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수의 거리값에 기초하여 결정되고,
    상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 내 상기 비정방형 계수 그룹의 거리에 기초하여 결정되고,
    상기 계수의 거리값은 수평 좌표와 수직 좌표의 합에 의해 산출되고,
    상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 대각 스캔 오더에 따라 상기 계수의 거리값이 증가하는 순서로 스캔되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 비디오 인코딩 방법에 의해 생성된 비디오 정보를 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 매체에 있어서, 상기 비디오 인코딩 방법은,
    예측 신호를 생성하는 단계;
    상기 예측 신호에 기초하여 차분 신호를 생성하는 단계;
    상기 차분 신호에 대해 변환을 수행하여 계수들을 생성하는 단계;
    현재 블록이 비정방형 블록인 것에 기초하여, 상기 계수들을 복수개의 계수 그룹들로 분할하는 단계, 여기서 상기 복수개의 계수 그룹들은 비정방형 계수 그룹을 포함함; 및
    제 1 스캔 오더 및 제 2 스캔 오더에 기초하여, 상기 계수들에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹의 계수들 간의 스캔 오더를 나타내고, 상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 간의 스캔 오더를 나타내고,
    상기 현재 블록의 너비가 높이 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 현재 블록의 너비와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 비정방형 계수 그룹의 너비 보다 크고,
    상기 현재 블록의 높이가 너비 보다 작으면, 상기 비정방형 계수 그룹의 높이는 상기 현재 블록의 높이와 동일하고, 상기 비정방형 계수 그룹의 너비는 상기 비정방형 계수 그룹의 높이보다 크며,
    상기 제 1 스캔 오더는 상기 비정방형 계수 그룹 내 계수의 거리값에 기초하여 결정되고,
    상기 제 2 스캔 오더는 상기 복수개의 계수 그룹들 내 상기 비정방형 계수 그룹의 거리에 기초하여 결정되고,
    상기 계수의 거리값은 수평 좌표와 수직 좌표의 합에 의해 산출되고,
    상기 비정방형 계수 그룹 내 계수들은 대각 스캔 오더에 따라 상기 계수의 거리값이 증가하는 순서로 스캔되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
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