WO2013157797A1 - 다계층 비디오 부호화 방법 및 장치, 다계층 비디오 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

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박영오
김재현
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding video, and specifically, to a high level syntax of picture order count (POC) information of a random access point picture included in a multilayer video. It's about structure.
  • POC picture order count
  • the image data is encoded by a codec according to a predetermined data compression standard, for example, the Moving Picture Expert Group (MPEG) standard, and then stored in an information storage medium in the form of a bitstream or transmitted through a communication channel.
  • MPEG Moving Picture Expert Group
  • Scalable video coding is a video compression method for appropriately adjusting and transmitting information in response to various communication networks and terminals.
  • Scalable video coding provides an image of a base layer and an enhancement layer that can be adaptively serviced to various transmission networks and various receiving terminals.
  • the present invention has been made in an effort to provide a method for efficiently signaling Picture Order Count (POC) information used for encoding and decoding multi-layer video.
  • POC Picture Order Count
  • the technical problem to be solved by the present invention is to achieve the synchronization between each layer image by maintaining the same POC in the random access point pictures included in the multi-layer corresponding to the inter-layer switching or inter-layer random access. .
  • information for determining the values of the upper bits of the POC of the random access picture included in the multilayer video is transmitted in a predetermined data unit.
  • synchronization between layers is enabled during reproduction of a multilayer video signal.
  • RAP Random Access Point
  • FIG. 1 illustrates a relationship between a POC of a picture of a first layer included in a multilayer video and first layer POC_MSBs and first layer POC_LSBs classifying POCs of a picture of a first layer.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of a multilayer video encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating NAL units according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 and 5 illustrate examples of types of NAL units according to values of an identifier nal_unit_type of a NAL unit, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 illustrates slice header information of a CRA picture transmitted in a NAL unit according to an embodiment.
  • FIG. 7 illustrates slice header information of a CRA picture transmitted in a NAL unit according to another embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of encoding a multilayer video, according to an exemplary embodiment.
  • FIG 9 illustrates a configuration of a multilayer video decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a multilayer video decoding method, according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of determining an image order of a multilayer video, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram of a video encoding apparatus involving video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram of a video decoding apparatus including video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • 20 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • 21, 22, and 23 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 illustrates a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 24 illustrates a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to encoding mode information of Table 1.
  • a method of decoding a multilayer video comprising: receiving a plurality of multilayer video streams constituting the multilayer video; The first random access point picture included in the first layer video stream which is the base layer among the multilayer video streams corresponds to the first random access point picture, and the information of the second random access point picture included in the second layer video stream is stored.
  • first POC information for determining a first partial value of the POC of the second random access point picture set to be equal to the picture order count (POC) of the first random access point picture from the provided predetermined data unit header Doing;
  • second POC information for a second partial value of a POC of the second random access point picture from the predetermined data unit header;
  • acquiring a POC of the second random access point picture by using the obtained first POC information and second POC information.
  • the multilayer video decoding apparatus receives a plurality of multilayer video streams constituting the multilayer video, and includes a first random access included in a first layer video stream which is a base layer among the multilayer video streams.
  • Picture Order Count (POC) of the first random access point picture from a predetermined data unit header corresponding to a random access point picture and including information of a second random access point picture included in a second layer video stream.
  • POC Picture Order Count
  • a receiver configured to acquire a POC of the second random access point picture by using the obtained first POC information and second POC information; And a multilayer decoder which decodes the plurality of multilayer video streams.
  • a multi-layer video encoding method includes generating a plurality of multi-layer video streams by encoding a plurality of multi-layer images constituting the multi-layer video;
  • the first random access point picture included in the first layer video stream which is the base layer among the multilayer video streams corresponds to the first random access point picture, and the information of the second random access point picture included in the second layer video stream is stored.
  • First POC information for determining a first partial value of the POC of the second random access point picture set to be equal to the POC (Picture Order Count) of the first random access point picture is added to a predetermined data unit header. Doing; And adding second POC information for the second partial value of the POC of the second random access point picture to the predetermined data unit header.
  • an apparatus for encoding a multilayer video includes: a multilayer image encoder configured to generate a plurality of multilayer image streams by encoding a plurality of multilayer images constituting the multilayer video; And information on a second random access point picture included in a first random access point picture included in a first layer video stream which is a base layer among the multilayer video streams, and included in a second layer video stream.
  • First POC information for determining a first partial value of a POC of the second random access point picture that is set equal to a POC (Picture Order Count) of the first random access point picture
  • an output unit configured to add second POC information about a second partial value of the POC of the second random access point picture to the predetermined data unit header.
  • a method of determining an image order of a multilayer video may include a POC of the random access point picture from a header of a predetermined data unit including information of a random access point picture included in the multilayer video. Acquiring information on higher bits of a Picture Order Count and information on lower bits of the POC; And determining the POC of the random access point picture based on the obtained information about the upper bits and the information about the lower bits.
  • the multi-layer video may represent a video composed of a plurality of layers such as a multiview video, a scalable video, and a 3D video.
  • Data encoded in the video encoding apparatus is transmitted to the video decoding apparatus using a transmission data unit suitable for a protocol or a format of a communication channel, a storage media, a video editing system, a media framework, or the like.
  • the video decoding apparatus may restore and reproduce the video data according to one of a trick play method and a normal play method.
  • the trick play method includes a random access method.
  • the normal play method is a method of sequentially processing and playing all pictures included in video data.
  • the random access method is a method of performing reproduction from a randomly reconstructible random access point (RAP) picture.
  • RAP randomly reconstructible random access point
  • IDR Instantaneous Decoder Refresh
  • a DPB Decoded Picture Buffer
  • POC Picture Order Count
  • a clean random access (CRA) picture and a broken link access (BLA) picture may be used as a RAP picture in addition to an IDR picture.
  • a CRA picture is a picture consisting only of I slices and represents a picture having pictures that are encoded in display order but later than CRA pictures in coding order.
  • a picture that is encoded in the display order prior to the CRA picture but later in the coding order than the CRA picture is defined as a leading picture.
  • a BLA picture is a picture obtained by subdividing a CRA picture according to a splicing position.
  • a CRA picture may be classified as a BLA picture depending on whether the CRA picture has a leading picture, whether the CRA picture has a Random Access Decodable Leading (RADL) picture, or a Random Access Skip Leading (RASL) picture. Since the processing method of the BLA picture is basically the same as the CRA picture, the following description focuses on the case where the CRA picture is used as the RAP picture.
  • the decoding order and the encoding order mean an order of processing pictures in the decoding device and the encoding device, respectively.
  • the encoding apparatus sequentially encodes and outputs the pictures according to the input picture order, and the decoding device decodes the pictures according to the order in which the encoded pictures are received, so that the encoding order of the pictures is the same as the decoding order.
  • IDR pictures and CRA pictures have a common point in that they are RAP pictures that can be encoded without referring to other pictures.
  • a picture that is trailing in the coding order does not precede the IDR picture in the display order as compared to the IDR picture.
  • the leading picture exists in the display order but precedes the CRA picture. do.
  • the POC information of the picture is Plays an important role in video processing.
  • the POC is reset to zero at the instant of decoding the IDR picture, and the pictures displayed after the IDR picture until decoding the next IDR picture have a POC increased by +1.
  • the explicit method classifies a POC into Most Significant Bits (MSBs) consisting of a predetermined m (m is an integer) and LSBs (Least Significant Bits) consisting of a predetermined n (n is an integer) This means a method of transmitting LSBs as POC information of each picture.
  • the decoding side may obtain MSBs of the POC of the current picture based on MSBs and LSBs of the POC of the previous picture and LSBs information of the POC of the current picture.
  • FIG. 1 illustrates a relationship between a POC of a picture of a first layer included in a multilayer video and first layer POC_MSBs and first layer POC_LSBs classifying POCs of a picture of a first layer.
  • Arrows in FIG. 1 indicate the reference direction.
  • I # refers to the I picture to be decoded at the # -th
  • b # or B # refers to the #th decoded B picture to be bi-predicted with reference to the reference picture according to the arrow.
  • the B2 picture is decoded with reference to the I0 picture and the I1 picture.
  • pictures of a first layer are decoded in the order of I0, I1, B2, b3, b4, I5, B6, b7, and b8.
  • Pictures of the first layer are displayed in the order of I0, b3, B2, b4, I1, b7, B6, b9, and I5 according to the POC value.
  • POC information of pictures of the first layer must be signaled to determine a display order that is different from the decoding order.
  • the POC is classified into MSBs composed of upper bits and LSBs composed of lower bits, and only LSBs which are lower bits may be transmitted as POC information.
  • the I0 picture 10 is an IDR picture as the first decoded picture of the pictures of the first layer. As described above, since the POC is reset to zero at the time of decoding the IDR picture, the I0 picture 10 has a POC of zero. Assuming that the number of bits of the LSBs of the POC is 2 bits, the LSBs of the POCs of the pictures included in the first layer have a form in which "00 01 10 11" is repeated as shown. The MSBs of the POC are incremented by +1 when one cycle of "00 01 10 11", which is representable using lower bits, is completed.
  • the decoding apparatus may acquire MSBs of POCs of the pictures of the first layer by increasing the value of MSBs of the POC by +1 when one cycle of pictures displayed in the decoding process is completed. .
  • the decoding apparatus may recover the POC of the picture by using the MSBs and LSBs. For example, a process of reconstructing the POC of the I1 picture 11 will be described. Information " 00 " of LSBs of the POC is obtained for the I1 picture 11 through a predetermined data unit.
  • the MSBs of the POC of the previous picture b4 displayed before the I1 picture 11 are "11", and the LSBs of the POC of the I1 picture 11 are "00", the MSBs of the POC of the previous picture b4 are set to "00". Incremented by +1, " 01 " 13 can be obtained with the value of MSBs of POC of I1 picture 11.
  • a binary value “0100” corresponding to 4 which is a POC value of the I1 picture 11 may be obtained through the MSBs + LSBs.
  • transmitting only the LSBs information of the POC is not a problem in uni-layer video, but asynchronous POC of inter-layer pictures when inter-layer random access or inter-layer switching occurs in multi-layer video. May cause).
  • asynchronous POC of inter-layer pictures when inter-layer random access or inter-layer switching occurs in multi-layer video. May cause For example, assume that random access or hierarchical switching occurs on an image of the second layer while the image of the first layer is reproduced, so that reproduction is performed from the I picture 12 which is the RAP picture of the second layer.
  • the decoding apparatus resets the MSBs of the POC of the I picture 12 of the second layer, which is first decoded through random access, to zero.
  • the POC of the I picture 11 of the first layer has MSBs of "01" 13
  • the POC of the I picture 12 of the second layer has MSBs reset to "00" due to random access.
  • the I picture 11 of the first layer and the I picture 12 of the second layer which have to be displayed at the same time have different POCs, and the display order of the image of the first layer and the image of the second layer Mismatches in display order may occur.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of a multilayer video encoding apparatus according to an embodiment.
  • the multilayer video encoding apparatus 20 includes a multilayer encoder 21 and an output unit 24.
  • the multilayer encoder 21 corresponds to a video coding layer.
  • the output unit 24 corresponds to a network abstraction layer that generates encoded unit video data and additional information according to a predetermined format.
  • the transmission unit data may be in NAL units.
  • the POC information of the CRA picture and the BLA picture may be included in any one of a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), an adaptation parameter set (APS), and a slice header. Header information of a predetermined data unit including POC information of a CRA picture and a BLA picture may be included in a NAL unit having a predetermined identifier and transmitted.
  • the multilayer encoder 21 encodes n (n is an integer) multilayer images constituting the multilayer video to generate a plurality of multilayer image streams.
  • the multilayer encoder 21 may include n layer encoders 22 and 23 for encoding n multilayer images.
  • the multilayer encoder 21 encodes the base view images and the additional view images.
  • the center view image may be encoded by the first layer encoder 23 as a base layer image, and the left view images and the right view images may be encoded through the second layer encoder or the third layer encoder, respectively.
  • Images of each viewpoint constituting the n multi-view images may be encoded through the multilayer encoder 21 to output an image stream of n viewpoints.
  • the multi-layer encoder 21 may generate a multi-layer video stream by encoding each of the multi-view color video and the depth map. connect.
  • the multilayer encoder 21 may output the base layer image stream and the enhancement layer image stream by encoding the base layer image and the enhancement layer image.
  • the multilayer video encoding apparatus 20 may encode an image of each layer by using a coding unit having a hierarchical tree structure.
  • the coding unit of the tree structure may be a maximum coding unit, a coding unit, a prediction unit, a transformation unit, or the like.
  • a video encoding and decoding method based on coding units having a tree structure will be described later with reference to FIGS. 12 to 24.
  • the output unit 24 includes first POC information for determining MSBs, which are first partial values of the POC of the CRA picture, in a predetermined data unit header including information of the CRA picture included in the video streams of each layer, and the second POC information. Second POC information for LSBs, which is a partial value, is added. CRA pictures corresponding to each other in each layer in the multilayer image have the same MSBs and LSBs to have the same POC value.
  • the output unit 24 may determine the display order of the CRA pictures included in the first layer based on the IDR picture of the first layer. That is, the output unit 24 determines the POC of the CRA picture by determining how many times the CRA picture is displayed based on the IDR picture before the CRA picture. In addition, when the binary value corresponding to the POC of the CRA picture is composed of m (m is an integer) upper bits and n (n is an integer) lower bits, the output unit 24 may apply to the m upper bits. Information about the first POC and information about the n lower bits may be added to a predetermined data unit header including information about the CRA picture.
  • the value of the POC is composed of two bits of upper bits (MSBs) and two bits of lower bits (LSBs).
  • MSBs upper bits
  • LSBs lower bits
  • the CRA picture is x * (2 ⁇ n) based on the IDR picture. (x is an integer) and the value of x representing the number of repetitions of one cycle as the first POC information when displayed in the order of any one of ⁇ (x + 1) * (2 ⁇ n) -1 ⁇ th, the slice header, It can be added to one of SPS, PPS and APS.
  • the output unit 24 adds the first POC information for determining the MSBs of the POC of the BLA picture and the second POC information for the LSB to one of the slice header, SPS, PPS, and APS, similarly to the CRA picture, for the BLA picture. can do.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating NAL units according to an exemplary embodiment.
  • the NAL unit 30 is largely composed of two parts: a NAL header 31 and a raw byte sequence payload (RBSP) 32.
  • the RBSP filling bit 33 is a length adjusting bit pasted to the rear of the RBSP 32 to express the length of the RBSP 32 in multiples of 8 bits.
  • the RBSP fill bit 33 consists of a series of '0's starting from' 1 'and then determined according to the length of the RBSP 32 to go through a pattern such as' 100 ....'.
  • the NAL header 31 includes nal_unit_type 35, which is an identifier for identifying what information the corresponding NAL unit 30 includes.
  • the POC information of a CRA picture is transmitted in a NAL unit predetermined as having information of a CRA picture.
  • FIG. 4 and 5 illustrate examples of types of NAL units according to values of an identifier nal_unit_type of a NAL unit, according to an exemplary embodiment.
  • a NAL unit having nal_unit_type having a value of 4 may be determined to include information about a CRA picture.
  • the output unit 24 stores the first POC information for determining the MSBs of the POCs of the CRA picture and the second POC information indicating the LSBs in the slice header of the CRA picture included in the NAL unit where nal_unit_type has a value of 4.
  • transmit Referring to FIG. 5, a NAL unit having nal_unit_type having a value of 5 may be determined to include information about a CRA picture.
  • the output unit 24 transmits the first POC information for determining the MSBs of POCs of the CRA picture and the second POC information indicating the LSBs to the NAL unit having nal_unit_type having a value of 5.
  • the value of the identifier (nal_unit_type) of the NAL unit including information on the CRA picture may be changed without being limited to the examples illustrated in FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 6 illustrates slice header information of a CRA picture transmitted in a NAL unit according to an embodiment.
  • nal_unit_type including information about the CRA picture is four.
  • the slice header includes first POC information (poc_msb_cycle) 61 for determining MSBs of POCs of the CRA picture.
  • the first POC information (poc_msb_cycle) 61 may be information about m upper bits of the POC of the CRA picture.
  • the first POC information (poc_msb_cycle) 61 indicates that the CRA picture is x * (2 ⁇ n) (x is an integer) and ⁇ (x + 1) * (2 ⁇ n) -1 ⁇ based on the previous IDR picture. When displayed in any one of the first order, it may be a value of x indicating the number of repetitions of one cycle.
  • the slice header includes second POC information (pic_order_cnt_lsb) 62 indicating LSBs of POCs of the CRA picture.
  • FIG. 7 illustrates slice header information of a CRA picture transmitted in a NAL unit according to another embodiment.
  • whether to use the first POC information (poc_order_cnt_msb) 71 may be indicated through a predetermined flag msb_poc_flag.
  • the decoding side acquires the first POC information (poc_order_cnt_msb) 71 of the CRA picture only when the value of the flag msb_poc_flag is 1, and the first POC information (poc_order_cnt_msb) of the CRA picture when the value of the flag msb_poc_flag is 0. 71 may not be used.
  • the first POC information (poc_order_cnt_msb) 71 is information on m high bits of the POC of the CRA picture, or the CRA picture is x * (2 ⁇ n) (x is an integer) and ⁇ (based on the previous IDR picture). When displayed in any one of the order x + 1) * (2 ⁇ n) -1 ⁇ , it may be a value of x indicating the number of repetitions of one cycle.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of encoding a multilayer video, according to an exemplary embodiment.
  • the multilayer encoder 21 in operation 81, the multilayer encoder 21 generates a plurality of multilayer image streams by encoding a plurality of multilayer images constituting the multilayer video.
  • the output unit 24 determines first POC information for determining MSBs, which are first partial values of POCs of a CRA picture, in a predetermined data unit header including information of a CRA picture included in video streams of each layer. Add.
  • the output unit 24 may determine the POC of the CRA picture based on the IDR picture.
  • the output unit 24 includes first lower POC information and n lower bits, which are information on m upper bits.
  • Second POC information which is information about bits, may be added to one of a slice header, SPS, PPS, and APS including information about a CRA picture.
  • the CRA picture is x * (2 ⁇ n) based on the IDR picture. (x is an integer) and the value of x representing the number of repetitions of one cycle as the first POC information when displayed in the order of any one of ⁇ (x + 1) * (2 ⁇ n) -1 ⁇ th, the slice header, It can be added to one of SPS, PPS and APS.
  • step 83 the output unit 24 adds the second POC information indicating LSBs, which are n bits lower than the POC of the CRA picture, to one of the slice header, SPS, PPS, and APS having information about the CRA picture. Can be.
  • the first POC information and the second POC information of the POC of the corresponding CRA pictures have the same value so that corresponding CRA pictures of each layer have the same POC.
  • FIG 9 illustrates a configuration of a multilayer video decoding apparatus according to an embodiment.
  • the multilayer video decoding apparatus 90 includes a receiver 91 and a multilayer decoder 92.
  • the receiver 91 receives a plurality of multilayer video streams constituting the encoded multilayer video.
  • the multilayer video stream may be received in units of NAL.
  • the receiving unit 91 receives first POC information for determining MSBs of POCs of the RAP picture and second POC information for determining LSBs of POCs of the RAP picture from a predetermined data unit header including information of the RAP picture of each layer. Acquire.
  • the RAP picture may be a CRA picture or a BLA picture.
  • the receiving unit 910 when the binary value corresponding to the POC of the CRA picture is composed of MSBs of m upper bits and LSBs of n lower bits, the receiving unit 910 includes first POC information for MSBs and second for LSBs.
  • POC information can be read from a predetermined data unit header including information on the CRA picture.
  • the data unit header may be one of a slice header having information of a CRA picture, an SPS, a PPS, and an APS.
  • the receiver 910 may reconstruct the POC of the CRA picture through MSBs + LSBs when information on the MSBs and LSBs of the POC of the CRA picture is obtained.
  • the first POC is displayed.
  • the value of x indicating the number of repetitions of one cycle is transmitted as the information
  • the size of one cycle is called MaxPicOrderCntLsb
  • the MSBs information of the POC can be obtained by calculating the value of x * MaxPicOrderCntLsb.
  • MaxPicOrderCntLsb is (2 ⁇ n)
  • the POC is transmitted through x * (2 ⁇ n). MSBs can be restored.
  • the POC of each layer's RAP picture may be reconstructed.
  • the POC between the corresponding pictures of may remain the same.
  • the receiver 91 may determine the POC of the current CRA picture or the BLA picture from the MSB value of the POC of the previous picture displayed before. Can induce MSBs. For example, referring to FIG. 1, when the MSBs of the POC for the I1 picture 11 are not delivered due to a transmission error or the like, the receiving unit 91 may determine that the LSBs of the POCs of the previous picture b4 are previously displayed.
  • the receiver 91 sets the MSBs of the POC of the currently decoded CRA picture or the BLA picture to a preset initial value, for example, 0. Can be set.
  • the multilayer decoder 92 decodes a plurality of multilayer video streams.
  • the multi-layer decoder 92 may include n-layer decoders 93 and 94 for decoding n multi-layer images.
  • the multilayer decoder 92 decodes the base view images and the additional view images.
  • the multi-layer decoder 92 decodes images of n viewpoints.
  • the encoded multi-layer images are depth maps corresponding to multi-view color video and multi-view color video
  • the multi-layer decoder 92 decodes and outputs each of the multi-view color video and the depth map.
  • the multi-layer decoder 92 decodes and outputs a base layer image and an enhancement layer image.
  • the receiver 91 sets the POC of the RAP picture obtained by using the obtained first POC information and the second POC information, and the POC of the IDR picture before the RAP picture to 0 and displays after the previous IDR picture.
  • the receiver 91 differs from the value of the POC in which the POC of the RAP picture acquired on the basis of the first POC information and the second POC information of the current RAP picture increases the POC of the previously displayed picture by one. It may be determined that loss of some pictures between RAP pictures has occurred.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a multilayer video decoding method, according to an embodiment.
  • the receiver 91 receives a plurality of multilayer video streams constituting a multilayer video.
  • the receiver 92 corresponds to a first RAP picture included in a first layer video stream that is a base layer among the multilayer video streams, and includes information about a second RAP picture included in a second layer video stream. From the one predetermined data unit header, first POC information for determining a first partial value of the POC of the second RAP picture set equal to the POC of the first RAP picture is obtained.
  • the RAP picture is a CRA picture or a BLA picture
  • the data unit header may be one of a slice header, an SPS, a PPS, and an APS.
  • the first POC information is information for determining MSBs of the POC.
  • the first POC information is It may be information about m upper bits.
  • the POC information may be a value of x representing the number of repetitions of one cycle.
  • the receiver 92 obtains second POC information about a second partial value of the POC of the second RAP picture from the predetermined data unit header.
  • the second POC information may be LSBs of POCs of the second RAP picture.
  • the receiver 92 obtains a POC of the second RAP picture by using the acquired first POC information and the second POC information.
  • the receiver 910 may reconstruct the POC of the second RAP picture through MSBs + LSBs when information on the MSBs and LSBs of the POC of the second RAP picture is obtained.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of determining an image order of a multilayer video, according to an exemplary embodiment.
  • the receiving unit 92 includes information on MSBs, which are upper bits of a POC of a RAP picture, and a lower part of the POC, from a header of a predetermined data unit including information of a RAP picture included in a multilayer video.
  • MSBs which are upper bits of a POC of a RAP picture
  • a lower part of the POC from a header of a predetermined data unit including information of a RAP picture included in a multilayer video.
  • LSBs which are bits.
  • RAP pictures may be CRA pictures or BLA pictures.
  • the header of the predetermined data unit may be one of a slice header, an SPS, a PPS, and an APS.
  • the header of the predetermined data unit including the information of the RAP picture may be received through the NAL unit having the predetermined identifier.
  • the receiver 92 may reconstruct the POC of the RAP picture through MSBs + LSBs when the information on the MSBs and LSBs of the POC of the RAP picture is obtained.
  • the multilayer video encoding apparatus 20 according to an embodiment and the multilayer video decoding apparatus 90 according to an embodiment encode images of each layer by using coding units having a tree structure having a hierarchical structure. Or decrypt.
  • a video encoding method and apparatus therefor, a video decoding method, and an apparatus based on coding units having a tree structure according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 24.
  • a video encoding method using a coding unit having a tree structure described below includes a layer of one of n hierarchical encoders 22 and 23 included in the multilayer encoder 21 of the multilayer video encoding apparatus 20 of FIG. 2. It can be applied to video encoding of one layer performed by the encoder.
  • the video decoding method and apparatus described below may be performed by one hierarchical decoding unit of the n hierarchical decoding units 93 and 94 included in the multi-layer decoding unit 92 of the multi-layer video decoding apparatus 90 of FIG. 9. It can be applied to video decoding of one layer performed.
  • FIGS. 12 to 24 a video encoding method and apparatus for performing predictive encoding on a prediction unit and a partition based on coding units having a tree structure, and a video decoding method and apparatus for performing predictive decoding will be described with reference to FIGS. 12 to 24.
  • FIG. 12 is a block diagram of a video encoding apparatus involving video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus 100 including video prediction based on coding units having a tree structure may include a maximum coding unit splitter 110, a coding unit determiner 120, and an outputter 130.
  • the video encoding apparatus 100 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video encoding apparatus 100”.
  • the maximum coding unit splitter 110 may partition the current picture based on the maximum coding unit that is a coding unit of the maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be split into at least one maximum coding unit.
  • the maximum coding unit may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, or the like, and may be a square data unit having a square of two horizontal and vertical sizes.
  • the image data may be output to the coding unit determiner 120 for at least one maximum coding unit.
  • the coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth.
  • the depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the depth of the largest coding unit is the highest depth and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit.
  • the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
  • the image data of the current picture may be divided into maximum coding units according to the maximum size of the coding unit, and each maximum coding unit may include coding units divided by depths. Since the maximum coding unit is divided according to depths, image data of a spatial domain included in the maximum coding unit may be hierarchically classified according to depths.
  • the maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times of hierarchically dividing the height and the width of the maximum coding unit may be preset.
  • the coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the largest coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each maximum coding unit of the current picture, and selects a depth at which the smallest coding error occurs to determine the coding depth. The determined coded depth and the image data for each maximum coding unit are output to the outputter 130.
  • Image data in the largest coding unit is encoded based on coding units according to depths according to at least one depth less than or equal to the maximum depth, and encoding results based on the coding units for each depth are compared. As a result of comparing the encoding error of the coding units according to depths, a depth having the smallest encoding error may be selected. At least one coding depth may be determined for each maximum coding unit.
  • the coding unit is divided into hierarchically and the number of coding units increases.
  • a coding error of each data is measured, and whether or not division into a lower depth is determined. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth is different according to the position, the coding depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more coding depths may be set for one maximum coding unit, and data of the maximum coding unit may be partitioned according to coding units of one or more coding depths.
  • the coding unit determiner 120 may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit.
  • the coding units having a tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a coding depth among all deeper coding units included in the maximum coding unit.
  • the coding unit of the coding depth may be hierarchically determined according to the depth in the same region within the maximum coding unit, and may be independently determined for the other regions.
  • the coded depth for the current region may be determined independently of the coded depth for the other region.
  • the maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the second maximum depth according to an embodiment may represent the total number of depth levels from the maximum coding unit to the minimum coding unit. For example, when the depth of the largest coding unit is 0, the depth of the coding unit obtained by dividing the largest coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit divided twice may be set to 2. In this case, if the coding unit divided four times from the maximum coding unit is the minimum coding unit, since depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, the first maximum depth is set to 4 and the second maximum depth is set to 5. Can be.
  • Prediction encoding and transformation of the largest coding unit may be performed. Similarly, prediction encoding and transformation are performed based on depth-wise coding units for each maximum coding unit and for each depth below the maximum depth.
  • encoding including prediction encoding and transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens.
  • prediction encoding and transformation will be described based on coding units of a current depth among at least one maximum coding unit.
  • the video encoding apparatus 100 may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data. Precoding encoding, transformation, and entropy encoding are performed to encode the image data.
  • the same data unit may be used in all stages, or the data unit may be changed in stages.
  • the video encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform prediction encoding on the image data of the coding unit.
  • prediction encoding may be performed based on a coding unit of a coding depth, that is, a more strange undivided coding unit, according to an embodiment.
  • a more strange undivided coding unit on which prediction encoding is based is referred to as a 'prediction unit'.
  • the partition in which the prediction unit is divided may include a data unit in which at least one of the prediction unit and the height and the width of the prediction unit are divided.
  • the partition may be a data unit in which the prediction unit of the coding unit is split, and the prediction unit may be a partition having the same size as the coding unit.
  • the partition type includes not only symmetric partitions in which the height or width of the prediction unit is divided by a symmetrical ratio, but also partitions divided in an asymmetrical ratio, such as 1: n or n: 1, by a geometric form. It may optionally include partitioned partitions, arbitrary types of partitions, and the like.
  • the prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, and N ⁇ N.
  • the skip mode may be performed only for partitions having a size of 2N ⁇ 2N.
  • the encoding may be performed independently for each prediction unit within the coding unit to select a prediction mode having the smallest encoding error.
  • the video encoding apparatus 100 may perform conversion of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding image data, but also a data unit different from the coding unit.
  • the transformation may be performed based on a transformation unit having a size smaller than or equal to the coding unit.
  • the transformation unit may include a data unit for intra mode and a transformation unit for inter mode.
  • the transformation unit in the coding unit is also recursively divided into smaller transformation units, so that the residual data of the coding unit is determined according to the tree structure according to the transformation depth. Can be partitioned according to the conversion unit.
  • a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
  • the encoded information for each coded depth requires not only the coded depth but also prediction related information and transformation related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only the coded depth that generated the minimum coding error, but also a partition type obtained by dividing a prediction unit into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for transformation.
  • a method of determining a coding unit, a prediction unit / partition, and a transformation unit according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 17 to 24.
  • the coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
  • the output unit 130 outputs the image data of the maximum coding unit encoded based on the at least one coded depth determined by the coding unit determiner 120 and the information about the encoding modes according to depths in the form of a bit stream.
  • the encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
  • the information about the encoding modes according to depths may include encoding depth information, partition type information of a prediction unit, prediction mode information, size information of a transformation unit, and the like.
  • the coded depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode to a coding unit of a lower depth without encoding to the current depth. If the current depth of the current coding unit is a coding depth, since the current coding unit is encoded in a coding unit of the current depth, split information of the current depth may be defined so that it is no longer divided into lower depths. On the contrary, if the current depth of the current coding unit is not the coding depth, encoding should be attempted using the coding unit of the lower depth, and thus split information of the current depth may be defined to be divided into coding units of the lower depth.
  • encoding is performed on the coding unit divided into the coding units of the lower depth. Since at least one coding unit of a lower depth exists in the coding unit of the current depth, encoding may be repeatedly performed for each coding unit of each lower depth, and recursive coding may be performed for each coding unit of the same depth.
  • coding units having a tree structure are determined in one largest coding unit and information about at least one coding mode should be determined for each coding unit of a coding depth, information about at least one coding mode may be determined for one maximum coding unit. Can be.
  • the coding depth may be different for each location, and thus information about the coded depth and the coding mode may be set for the data.
  • the output unit 130 may allocate encoding information about a corresponding coding depth and an encoding mode to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit. .
  • the minimum unit according to an embodiment is a square data unit having a size obtained by dividing a minimum coding unit, which is a lowest coding depth, into four divisions.
  • the minimum unit according to an embodiment may be a square data unit having a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, partition units, and transformation units included in the maximum coding unit.
  • the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units.
  • the encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information.
  • the encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
  • Information about the maximum size and information about the maximum depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted into a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set of the bitstream.
  • the information on the maximum size of the transform unit and the minimum size of the transform unit allowed for the current video may also be output through a header, a sequence parameter set, a picture parameter set, or the like of the bitstream.
  • the output unit 130 may encode and output information regarding the scalability of the coding unit described above with reference to FIGS. 5 to 8.
  • a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN.
  • the current coding unit having a size of 2N ⁇ 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N ⁇ N.
  • the video encoding apparatus 100 determines a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and the maximum depth of the maximum coding unit determined in consideration of the characteristics of the current picture. Coding units may be configured. In addition, since each of the maximum coding units may be encoded in various prediction modes and transformation methods, an optimal coding mode may be determined in consideration of image characteristics of coding units having various image sizes.
  • the video encoding apparatus may adjust the coding unit in consideration of the image characteristics while increasing the maximum size of the coding unit in consideration of the size of the image, thereby increasing image compression efficiency.
  • FIG. 13 is a block diagram of a video decoding apparatus including video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • a video decoding apparatus 200 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. do.
  • the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video decoding apparatus 200”.
  • Definition of various terms such as a coding unit, a depth, a prediction unit, a transformation unit, and information about various encoding modes for a decoding operation of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be described with reference to FIG. 12 and the video encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
  • the receiver 210 receives and parses a bitstream of an encoded video.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit from the parsed bitstream according to coding units having a tree structure for each maximum coding unit, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230.
  • the image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set for the current picture.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts information about a coded depth and an encoding mode for the coding units having a tree structure for each maximum coding unit, from the parsed bitstream.
  • the extracted information about the coded depth and the coding mode is output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
  • the information about the coded depth and the encoding mode for each largest coding unit may be set with respect to one or more coded depth information, and the information about the coding mode according to the coded depths may include partition type information, prediction mode information, and transformation unit of the corresponding coding unit. May include size information and the like.
  • split information for each depth may be extracted as the coded depth information.
  • the information about the coded depth and the encoding mode according to the maximum coding units extracted by the image data and the encoding information extractor 220 may be encoded according to the depth according to the maximum coding unit, as in the video encoding apparatus 100 according to an embodiment.
  • the image data and the encoding information extractor 220 may determine the predetermined data.
  • Information about a coded depth and an encoding mode may be extracted for each unit. If the information about the coded depth and the coding mode of the maximum coding unit is recorded for each of the predetermined data units, the predetermined data units having the information about the same coded depth and the coding mode are inferred as data units included in the same maximum coding unit. Can be.
  • the image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on the information about the coded depth and the encoding mode for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode the encoded image data based on the read partition type, the prediction mode, and the transformation unit for each coding unit among the coding units having the tree structure included in the maximum coding unit. Can be.
  • the decoding process may include a prediction process including intra prediction and motion compensation, and an inverse transform process.
  • the image data decoder 230 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit based on partition type information and prediction mode information of the prediction unit of the coding unit for each coding depth. .
  • the image data decoder 230 may read transform unit information having a tree structure for each coding unit, and perform inverse transform based on the transformation unit for each coding unit, for inverse transformation for each largest coding unit. Through inverse transformation, the pixel value of the spatial region of the coding unit may be restored.
  • the image data decoder 230 may determine the coded depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer split at the current depth, the current depth is the coded depth. Therefore, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition type, the prediction mode, and the transformation unit size information of the prediction unit with respect to the image data of the current maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode.
  • the decoding of the current coding unit may be performed by obtaining information about an encoding mode for each coding unit determined in this way.
  • the video decoding apparatus 200 may obtain information about a coding unit that generates a minimum coding error by recursively encoding each maximum coding unit in an encoding process, and use the same to decode the current picture. That is, decoding of encoded image data of coding units having a tree structure determined as an optimal coding unit for each maximum coding unit can be performed.
  • the image data can be efficiently used according to the coding unit size and the encoding mode that are adaptively determined according to the characteristics of the image by using the information about the optimum encoding mode transmitted from the encoding end. Can be decoded and restored.
  • FIG. 14 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • a size of a coding unit may be expressed by a width x height, and may include 32x32, 16x16, and 8x8 from a coding unit having a size of 64x64.
  • Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16.
  • Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3.
  • the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1.
  • the maximum depth illustrated in FIG. 9 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
  • the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from a maximum coding unit having a long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, so that the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the largest coding unit having a long axis size of 64, and the depth is three layers deep, so that the long axis size is 32, 16. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
  • 15 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoder 400 includes operations performed by the encoding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 to encode image data. That is, the intra predictor 410 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode among the current frame 405, and the motion estimator 420 and the motion compensator 425 are the current frame 405 of the inter mode. And the inter frame estimation and the motion compensation using the reference frame 495.
  • Data output from the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 is output as a quantized transform coefficient through the transform unit 430 and the quantization unit 440.
  • the quantized transform coefficients are restored to the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the inverse transformer 470, and the recovered data of the spatial domain is passed through the deblocking block 480 and the loop filtering unit 490. Processed and output to the reference frame 495.
  • the quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
  • an intra predictor 410, a motion estimator 420, a motion compensator 425, and a transformer are all maximal per maximum coding unit.
  • the operation based on each coding unit among the coding units having a tree structure should be performed.
  • the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 partition each coding unit among coding units having a tree structure in consideration of the maximum size and the maximum depth of the current maximum coding unit.
  • a prediction mode, and the transform unit 430 should determine the size of a transform unit in each coding unit among the coding units having a tree structure.
  • 16 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • the bitstream 505 is parsed through the parsing unit 510, and the encoded image data to be decoded and information about encoding necessary for decoding are parsed.
  • the encoded image data is output as inverse quantized data through the entropy decoding unit 520 and the inverse quantization unit 530, and the image data of the spatial domain is restored through the inverse transformation unit 540.
  • the intra prediction unit 550 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode, and the motion compensator 560 uses the reference frame 585 together to apply the coding unit of the inter mode. Perform motion compensation for the
  • Data in the spatial domain that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 to be output to the reconstructed frame 595.
  • the post-processed data through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 may be output as the reference frame 585.
  • step-by-step operations after the parser 510 of the image decoder 500 may be performed.
  • the parser 510, the entropy decoder 520, the inverse quantizer 530, and the inverse transform unit 540 which are components of the image decoder 500, may be used.
  • the intra predictor 550, the motion compensator 560, the deblocking unit 570, and the loop filtering unit 580 must all perform operations based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit. do.
  • the intra predictor 550 and the motion compensator 560 determine partitions and prediction modes for each coding unit having a tree structure, and the inverse transform unit 540 must determine the size of the transform unit for each coding unit. .
  • 17 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment use hierarchical coding units to consider image characteristics.
  • the maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
  • the hierarchical structure 600 of a coding unit illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is four.
  • the maximum depth indicates the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided. Also, a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each deeper coding unit is based on the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are shown.
  • the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64.
  • the depth is deeper along the vertical axis, the coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, the coding unit 630 of depth 2 having a size of 16x16, the coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8, and the depth 4 of depth 4x4.
  • the coding unit 650 exists.
  • a coding unit 650 having a depth of 4 having a size of 4 ⁇ 4 is a minimum coding unit.
  • Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
  • the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
  • the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
  • the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
  • the coding unit 650 of size 4x4 having a depth of 4 is the minimum coding unit and the coding unit of the lowest depth, and the corresponding prediction unit may also be set only as the partition 650 having a size of 4x4.
  • the coding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 may determine a coding depth of the maximum coding unit 610.
  • the number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
  • encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. .
  • a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth.
  • the depth and the partition in which the minimum coding error occurs in the maximum coding unit 610 may be selected as the coding depth and the partition type of the maximum coding unit 610.
  • FIG. 18 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus 100 encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit.
  • the size of a transformation unit for transformation in the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
  • the 32x32 size conversion unit 720 is The conversion can be performed.
  • the data of the 64x64 coding unit 710 is transformed into 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units of 64x64 size or less, and then encoded, and the transform unit having the least error with the original is selected. Can be.
  • FIG. 19 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 is information about an encoding mode, and information about a partition type 800 and information 810 about a prediction mode for each coding unit of each coded depth.
  • the information 820 about the size of the transformation unit may be encoded and transmitted.
  • the information about the partition type 800 is a data unit for prediction encoding of the current coding unit and indicates information about a partition type in which the prediction unit of the current coding unit is divided.
  • the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used.
  • the information 800 about the partition type of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
  • Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition type is predictive encoding is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816. Whether or not can be set.
  • the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit.
  • the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second intra transform unit size 828. have.
  • the image data and encoding information extractor 210 of the video decoding apparatus 200 may include information about a partition type 800, information 810 about a prediction mode, and transformation for each depth-based coding unit. Information 820 about the unit size may be extracted and used for decoding.
  • 20 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • Segmentation information may be used to indicate a change in depth.
  • the split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
  • the prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition type 912 of 2N_0x2N_0 size, a partition type 914 of 2N_0xN_0 size, a partition type 916 of N_0x2N_0 size, and N_0xN_0 It may include a partition type 918 of size. Although only partitions 912, 914, 916, and 918 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition type is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
  • predictive coding For each partition type, predictive coding must be performed repeatedly for one 2N_0x2N_0 partition, two 2N_0xN_0 partitions, two N_0x2N_0 partitions, and four N_0xN_0 partitions.
  • Prediction encoding may be performed in intra mode and inter mode on partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0 and a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0.
  • the skip mode may be performed only for predictive encoding on partitions having a size of 2N_0x2N_0.
  • the depth 0 is changed to 1 and split (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition type having the size N_0xN_0.
  • the depth 1 is changed to the depth 2 and divided (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2.
  • the encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
  • depth-based coding units may be set until depth d-1, and split information may be set up to depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1)
  • the prediction unit for 990 is a partition type 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), partition type 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), size A partition type 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition type 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
  • partition types one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_
  • a partition type for generating a minimum encoding error may be searched.
  • the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer
  • the encoding depth of the current maximum coding unit 900 may be determined as the depth d-1, and the partition type may be determined as N_ (d-1) xN_ (d-1) without going through a division process into lower depths.
  • split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
  • the data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit.
  • the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest coding depth, into four divisions.
  • the video encoding apparatus 100 compares the encoding errors for each depth of the coding unit 900, selects a depth at which the smallest encoding error occurs, and determines a coding depth.
  • the partition type and the prediction mode may be set to the encoding mode of the coded depth.
  • the depth with the smallest error can be determined by comparing the minimum coding errors for all depths of depths 0, 1, ..., d-1, d, and can be determined as the coding depth.
  • the coded depth, the partition type of the prediction unit, and the prediction mode may be encoded and transmitted as information about an encoding mode.
  • the coding unit since the coding unit must be split from the depth 0 to the coded depth, only the split information of the coded depth is set to '0', and the split information for each depth except the coded depth should be set to '1'.
  • the image data and encoding information extractor 220 of the video decoding apparatus 200 may extract information about a coding depth and a prediction unit for the coding unit 900 and use the same to decode the coding unit 912. Can be.
  • the video decoding apparatus 200 may identify a depth having split information of '0' as a coding depth using split information according to depths, and may use it for decoding by using information about an encoding mode for a corresponding depth. have.
  • 21, 22, and 23 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present invention.
  • the coding units 1010 are coding units according to coding depths determined by the video encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the maximum coding unit.
  • the prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each coding depth of each coding depth among the coding units 1010, and the transformation unit 1070 is transformation units of each coding depth for each coding depth.
  • the depth-based coding units 1010 have a depth of 0
  • the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1
  • the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths.
  • coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three
  • coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
  • partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are partition types of 2NxN, partitions 1016, 1048, and 1052 are partition types of Nx2N, and partitions 1032 are partition types of NxN. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
  • the image data of the part 1052 of the transformation units 1070 is transformed or inversely transformed into a data unit having a smaller size than the coding unit.
  • the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and transform / inverse transform operations for the same coding unit. Each can be performed on a separate data unit.
  • coding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit to determine an optimal coding unit.
  • coding units having a recursive tree structure may be configured.
  • the encoding information may include split information about a coding unit, partition type information, prediction mode information, and transformation unit size information. Table 1 below shows an example that can be set in the video encoding apparatus 100 and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 outputs encoding information about coding units having a tree structure
  • the encoding information extraction unit of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
  • the split information indicates whether the current coding unit is split into coding units of a lower depth. If the split information of the current depth d is 0, partition type information, prediction mode, and transform unit size information are defined for the coded depth because the depth in which the current coding unit is no longer divided into the lower coding units is a coded depth. Can be. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
  • the prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • Intra mode and inter mode can be defined in all partition types, and skip mode can be defined only in partition type 2Nx2N.
  • the partition type information indicates the symmetric partition types 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, and NxN, in which the height or width of the prediction unit is divided by the symmetric ratio, and the asymmetric partition types 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, which are divided by the asymmetric ratio.
  • the asymmetric partition types 2NxnU and 2NxnD are divided into heights 1: 3 and 3: 1, respectively, and the asymmetric partition types nLx2N and nRx2N are divided into 1: 3 and 3: 1 widths, respectively.
  • the conversion unit size may be set to two kinds of sizes in the intra mode and two kinds of sizes in the inter mode. That is, if the transformation unit split information is 0, the size of the transformation unit is set to the size 2Nx2N of the current coding unit. If the transform unit split information is 1, a transform unit having a size obtained by dividing the current coding unit may be set. In addition, if the partition type for the current coding unit having a size of 2Nx2N is a symmetric partition type, the size of the transform unit may be set to NxN, and if the asymmetric partition type is N / 2xN / 2.
  • Encoding information of coding units having a tree structure may be allocated to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit unit of a coding depth.
  • the coding unit of the coding depth may include at least one prediction unit and at least one minimum unit having the same encoding information.
  • the encoding information held by each adjacent data unit is checked, it may be determined whether the adjacent data units are included in the coding unit having the same coding depth.
  • the coding unit of the corresponding coding depth may be identified by using the encoding information held by the data unit, the distribution of the coded depths within the maximum coding unit may be inferred.
  • the encoding information of the data unit in the depth-specific coding unit adjacent to the current coding unit may be directly referred to and used.
  • data adjacent to the current coding unit in a coding unit according to depths may be stored by using encoding information of an adjacent coding unit according to depths.
  • the peripheral coding unit may be referred to by searching.
  • FIG. 24 illustrates a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 24 illustrates a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to encoding mode information of Table 1.
  • the maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of a coded depth. Since one coding unit 1318 is a coding unit of a coded depth, split information may be set to zero.
  • the partition type information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N is partition type 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, nLx2N (1336). And nRx2N 1338.
  • the transform unit split information (TU size flag) is a type of transform index, and a size of a transform unit corresponding to the transform index may be changed according to a prediction unit type or a partition type of a coding unit.
  • the partition type information is set to one of the symmetric partition types 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, and NxN 1328
  • the conversion unit partition information is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1342 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
  • the partition type information is set to one of the asymmetric partition types 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 ⁇ N / 2 may be set.
  • the invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like.
  • the computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

Landscapes

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Abstract

다계층 비디오 복호화 방법은 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더로부터, 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보와 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 획득하고, 제 1 POC 정보와 제 2 POC 정보를 이용하여 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 획득한다.

Description

다계층 비디오 부호화 방법 및 장치, 다계층 비디오 복호화 방법 및 장치
본 발명은 비디오의 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 다계층 비디오에 포함된 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처의 POC(Picture Order Count) 정보의 하이 레벨 신택스(High Level Syntax) 구조에 관한 것이다.
영상 데이터는 소정의 데이터 압축 표준, 예를 들어 MPEG(Moving Picture Expert Group) 표준에 따른 코덱에 의하여 부호화된 후 비트스트림의 형태로 정보저장매체에 저장되거나 통신 채널을 통해 전송된다.
다양한 통신망과 단말기에 대응하여 정보의 양을 적절히 조정하고 전송하기 위한 비디오 압축 방식으로 스케일러블 비디오 코딩(SVC:Scalable Video Coding)이 있다. 스케일러블 비디오 코딩에서는 다양한 전송 네트워크와 다양한 수신 단말에 적응적으로 서비스가 가능한 기본 계층과 향상 계층의 영상을 제공한다.
최근에는 3차원 멀티미디어 기기 및 3차원 멀티미디어 컨텐츠의 보급에 따라서 3차원 비디오 코딩을 위한 다시점 비디오 코딩(Multiview Video Coding) 기술이 널리 확산되고 있다.
스케일러블 비디오 코딩이나 다시점 비디오 코딩과 같이 다계층으로 이루어진 비디오를 부호화하는 경우 다계층의 비디오 데이터량을 감소시키기 위한 효율적인 부호화 방법이 요구된다. 또한, 다계층 비디오에 포함된 각 계층의 대응되는 영상 사이의 동기화가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다계층(multi-layer) 비디오의 부호화 및 복호화시에 이용되는 POC(Picture Order Count) 정보를 효율적으로 시그널링하는 방식을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다계층에 포함된 서로 대응되는 랜덤 액세스 포인트 픽처들이 계층간 스위칭이나 계층간 랜덤 액세스시에도 서로 동일한 POC를 유지하여 각 계층 영상간의 동기화를 달성하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면 다계층 비디오에 포함된 랜덤 액세스 픽처의 POC의 상위 비트들의 값을 결정하기 위한 정보를 소정 데이터 단위에 포함시켜 전송한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 계층간 스위칭이나 랜덤 액세스시에 복호화되는 RAP(Random Access Point) 픽처의 POC를 시그널링함으로써, 다계층 비디오 신호의 재생시 각 계층간의 동기화를 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, RAP 픽처의 POC 정보를 이용하여 다계층 비디오 신호의 수신측에서 프레임 손실 여부나 에러 발생 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 다계층 비디오에 포함된 제 1 계층의 픽처의 POC와, 제 1 계층의 픽처의 POC를 분류한 제 1 계층 POC_MSBs 및 제 1 계층 POC_LSBs 사이의 관계를 예시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 다계층 비디오 부호화 장치의 구성을 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 NAL 단위를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 NAL 단위의 식별자(nal_unit_type)의 값에 따라서 NAL 단위의 종류를 나타낸 예시들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 NAL 단위에 포함되어 전송되는 CRA 픽처의 슬라이스 헤더 정보를 나타낸다.
도 7은 다른 실시예에 따른 NAL 단위에 포함되어 전송되는 CRA 픽처의 슬라이스 헤더 정보를 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 다계층 비디오의 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9는 일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 장치의 구성을 나타낸다.
도 10은 일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 11은 일 실시예에 따른 다계층 비디오의 영상 순서 결정 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 21, 22 및 23은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 24는 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 방법은 상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 수신하는 단계; 상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더로부터, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 획득하는 단계; 상기 소정 데이터 단위 헤더로부터 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 제 1 POC 정보 및 제 2 POC 정보를 이용하여 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 장치는 상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 수신하고, 상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더로부터, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보 및 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 획득하고, 상기 획득된 제 1 POC 정보 및 제 2 POC 정보를 이용하여 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 획득하는 수신부; 및 상기 복수 개의 다계층 영상 스트림을 복호화하는 다계층 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따른 다계층 비디오 부호화 방법은 상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상들을 부호화하여 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 생성하는 단계; 상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더에, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 부가하는 단계; 및 상기 소정 데이터 단위 헤더에 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따른 다계층 비디오 부호화 장치는 상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상들을 부호화하여 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 생성하는 다계층 영상 부호화부; 및 상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더에, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 부가하고, 상기 소정 데이터 단위 헤더에 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 부가하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따른 다계층 비디오의 영상 순서 결정 방법은 상기 다계층 비디오에 포함된 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위의 헤더로부터, 상기 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)의 상위 비트들에 대한 정보 및 상기 POC의 하위 비트들에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 상위 비트들에 대한 정보 및 하위 비트들에 대한 정보에 기초하여 상기 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 결정하는 단계를 포함한다.
이하 도 1 내지 도 11을 참조하여, 일 실시예에 따라 다계층 비디오 부호화 장치 및 다계층 비디오 복호화 장치와 다시점 비디오 부호화 방법, 다시점 비디오 복호화 방법이 개시된다. 또한, 도 12 내지 도 24를 참조하여, 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초하는 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 개시된다. 이하, 다계층 비디오는 다시점 비디오, 스케일러블 비디오, 3차원 비디오와 같이 복수 개의 계층들로 구성된 비디오를 나타낼 수 있다.
비디오 부호화 장치에서 부호화된 데이터는 통신 채널이나 저장 미디어, 비디오 편집 시스템, 미디어 프레임 워크(media framework) 등이 갖는 프로토콜(protocol)이나 포맷에 적합한 전송 데이터 단위를 이용하여 비디오 복호화 장치로 전송된다.
비디오 복호화 장치는 비디오 데이터를 재생하는 경우 트릭 플레이 방식, 노멀 플레이 방식 중 하나에 따라 비디오 데이터를 복원하여 재생할 수 있다. 트릭 플레이 방식은 랜덤 액세스(random access) 방식을 포함한다. 노멀 플레이 방식은 비디오 데이터에 포함된 모든 픽처를 순차적으로 처리하여 재생하는 방식이다. 랜덤 액세스 방식은 독립적으로 복원가능한 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point, 이하 "RAP"라 함) 픽처부터 재생을 수행하는 방식이다. 종래 H.264 규격에 따르면, RAP 픽처로써 IDR(Instantaneous Decoder Refresh) 픽처만을 이용한다. IDR 픽처는 해당 픽처를 복호화하는 순간 복호화 장치를 리프레쉬하는 I 슬라이스로만 구성된 픽처이다. 구체적으로, IDR 픽처가 복호화되는 순간 DPB(Decoded Picture Buffer)는 IDR 픽처를 제외한 이전에 복호화된 픽처를 더 이상 참조되지 않는 픽처(unused for reference)로 마킹하며, POC(Picture Order Count) 역시 초기화된다. 또한, IDR 픽처 이후에 복호화되는 픽처는 IDR 픽처보다 디스플레이 순서(display order)상 항상 뒤에 있으며, IDR 픽처 이전의 픽처를 참조하지 않고 복호화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, IDR 픽처 이외에 RAP 픽처로서 CRA(Clean Random Access) 픽처 및 BLA(Broken Link Access) 픽처를 이용할 수 있다. CRA 픽처는 I 슬라이스로만 구성된 픽처로서, 디스플레이 순서상 앞서지만 부호화 순서상 CRA 픽처보다 늦게 부호화되는 픽처들을 갖는 픽처를 나타낸다. CRA 픽처보다 디스플레이 순서상 앞서지만 부호화 순서상 CRA 픽처보다 늦게 부호화되는 픽처를 리딩(leading) 픽처라고 정의한다. BLA 픽처는 스플라이싱(splicing) 위치에 따라서 CRA 픽처를 세분화한 픽처이다. CRA 픽처가 리딩 픽처를 갖는지 여부, CRA 픽처가 RADL(Random Access Decodable Leading) 픽처 또는 RASL(Random Access Skip Leading) 픽처를 갖는지 여부에 따라서 CRA 픽처는 BLA 픽처로 분류될 수 있다. BLA 픽처의 처리 방식은 기본적으로 CRA 픽처와 동일하므로, 이하의 설명에서는 RAP 픽처로서 CRA 픽처를 이용하는 경우를 중심으로 설명한다. 복호화 순서와 부호화 순서는 각각 복호화 장치 및 부호화 장치에서 픽처를 처리하는 순서를 의미한다. 부호화 장치는 입력된 픽처의 순서에 따라서 픽처를 순차적으로 부호화하여 출력하고, 복호화 장치는 부호화된 픽처를 수신한 순서에 따라서 복호화하므로 픽처의 부호화 순서는 복호화 순서와 동일하다.
IDR 픽처와 CRA 픽처는 모두 다른 픽처를 참조하지 않고 부호화될 수 있는 RAP 픽처라는 점에서 공통점을 갖는다. 그러나, IDR 픽처에 비하여 부호화 순서에 있어서 후행하는(trailing) 픽처가, 디스플레이 순서상 IDR 픽처를 앞서는 경우는 없지만, CRA 픽처의 경우 부호화 순서상 CRA 픽처에 비하여 후행하지만 디스플레이 순서상 앞서는 리딩 픽처가 존재한다.
IDR픽처를 기준으로 각 픽처의 디스플레이 순서를 나타내는 POC는 복호화된 픽처의 출력 시점을 결정하고 각 픽처의 예측 복호화에 이용되는 참조 픽처 세트(Reference Picture Set) 등을 결정하는데 이용되므로 픽처의 POC 정보는 비디오 처리시 중요한 역할을 한다.
POC는 IDR 픽처의 복호화 순간에 0으로 리셋되며, IDR 픽처 이후에 다음 IDR 픽처를 복호화하기 전까지 디스플레이되는 픽처들은 +1씩 증가되는 POC를 갖는다. POC를 시그널링하는 방식으로 명시(explicit) 방식이 있다. 명시 방식은 POC를 소정의 m(m은 정수)개의 상위비트들로 구성된 MSBs(Most Significant Bits)와 소정의 n(n은 정수) 개의 하위 비트들로 구성된 LSBs(Least Significant Bits)로 분류하고, 각 픽처의 POC 정보로서 LSBs를 전송하는 방식을 의미한다. 복호화 측에서는 이전 픽처의 POC의 MSBs 및 LSBs와 수신된 현재 픽처의 POC의 LSBs 정보에 기초하여 현재 픽처의 POC의 MSBs를 획득할 수 있다.
도 1은 다계층 비디오에 포함된 제 1 계층의 픽처의 POC와, 제 1 계층의 픽처의 POC를 분류한 제 1 계층 POC_MSBs 및 제 1 계층 POC_LSBs 사이의 관계를 예시한다. 도 1에서 화살표는 참조 방향을 가리킨다. 또한, I#은 #번째에 복호화되는 I 픽처를 의미하며, b# 또는 B#은 화살표에 따른 참조 픽처를 참조하여 양방향 예측되는 #번째 복호화되는 B 픽처를 의미한다. 예를 들어, B2 픽처는 I0 픽처 및 I1 픽처를 참조하여 복호화된다.
도 1을 참조하면, 제 1 계층의 픽처들은 I0, I1, B2, b3, b4, I5, B6, b7, b8의 순서로 복호화된다. POC값에 따라서 제 1 계층의 픽처들은 I0, b3, B2, b4, I1, b7, B6, b9, I5의 순서로 표시된다. 복호화 순서와 차이가 나는 디스플레이 순서를 결정하기 위하여 제 1 계층의 픽처들의 POC 정보를 시그널링하여야 한다. 전술한 바와 같이 명시 모드에서 POC는 상위 비트들로 구성된 MSBs와 하위 비트들로 구성된 LSBs로 분류되고, 하위 비트들인 LSBs만이 POC 정보로 전송될 수 있다.
I0 픽처(10)는 제 1 계층의 픽처들 중 최초로 복호화되는 픽처로 IDR 픽처이다. 전술한 바와 같이, IDR 픽처의 복호화 순간에는 POC가 0으로 리셋되므로 I0 픽처(10)는 0인 POC를 갖는다. POC의 LSBs의 비트수가 2비트라고 가정하면, 도시된 바와 같이 제 1 계층에 포함된 픽처들의 POC의 LSBs는 "00 01 10 11"가 반복되는 형태를 갖는다. POC의 MSBs는 하위 비트들을 이용하여 표현가능한 "00 01 10 11"의 1사이클(cycle)이 완료되면 +1씩 증가된다. 복호화 장치에서는 POC의 LSBs의 정보만을 수신한 경우에도 복호화 과정에서 디스플레이되는 픽처들의 1사이클이 완료되면 POC의 MSBs의 값을 +1만큼 증가시킴으로써 제 1 계층의 픽처들의 POC의 MSBs를 획득할 수 있다. 그리고, 복호화 장치에서는 MSBs와 LSBs를 이용하여 픽처의 POC를 복원할 수 있다. 예를 들어, I1 픽처(11)의 POC를 복원하는 과정을 설명한다. I1 픽처(11)에 대하여 소정 데이터 단위를 통해 POC의 LSBs의 정보 "00"이 획득된다. I1 픽처(11)보다 이전에 표시된 이전 픽처 b4의 POC의 LSBs의 값이 "11"이고, I1 픽처(11)의 POC의 LSBs의 값은 "00"이므로 이전 픽처 b4의 POC의 MSBs의 값을 +1만큼 증가시켜 I1 픽처(11)의 POC의 MSBs의 값으로 "01"(13)가 획득될 수 있다. MSBs 및 LSBs가 획득되면, MSBs+LSBs를 통해서 I1 픽처(11)의 POC 값인 4에 해당하는 이진값 "0100"을 획득될 수 있다.
이와 같이 POC의 LSBs 정보만을 전송하는 것은 단일 계층(uni-layer) 비디오에서는 큰 문제가 없지만, 다계층 비디오에서 계층간 랜덤 액세스나 계층간 스위칭이 발생되는 경우 계층간 픽처들의 POC의 비동기화(asynchronous)를 유발할 수 있다. 예를 들어, 제 1 계층의 영상을 재생하는 도중에, 제 2 계층의 영상으로 랜덤 액세스 또는 계층 스위칭이 발생하여 제 2 계층의 RAP 픽처인 I 픽처(12)부터 재생이 수행되는 경우를 가정한다. 복호화 장치는 랜덤 액세스를 통해 최초 복호화되는 제 2 계층의 I 픽처(12)의 POC의 MSBs를 0으로 리셋하게 된다. 따라서, 제 1 계층의 I 픽처(11)의 POC는 "01"(13)의 MSBs를 갖는데 반하여 제 2 계층의 I 픽처(12)의 POC는 랜덤 액세스로 인해 "00"으로 리셋된 MSBs를 갖는다. 이로 인해 동일한 시간에 표시되어야 하는 제 1 계층의 I 픽처(11)와 제 2 계층의 I 픽처(12)는 서로 다른 POC를 갖게 되고, 제 1 계층의 영상의 디스플레이 순서와 제 2 계층의 영상의 디스플레이 순서의 불일치가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 다계층 비디오에서 계층간 랜덤 액세스나 재생되는 계층이 변경되는 계층 스위칭이 발생되는 경우에도 각 계층간 동일 시간에 표시되어야 하는 픽처들의 동기화를 위해서 RAP 픽처들 중 CRA 픽처 및 BLA 픽처에 대해서 POC의 LSBs 정보뿐만이 아니라 POC의 MSBs의 정보를 함께 전송한다. IDR 픽처의 경우에는 POC의 MSBs 및 LSBs가 모두 0으로 리셋되어 0인 POC값을 갖는다. 따라서, 부호화 측에서는 동일한 액세스 단위에 포함된 어느 한 계층의 픽처가 IDR 픽처인 경우 대응되는 다른 계층의 픽처들을 모두 IDR 픽처로 설정함으로써, IDR 픽처에 대해서는 별도로 POC 정보를 전송하지 않도록 한다. 계층간 랜덤 액세스가 발생되어 RAP 픽처 중 IDR 픽처부터 재생이 수행되는 경우, IDR 픽처들은 POC 값이 0으로 리셋되기 때문에 각 계층간 IDR 픽처들은 모두 동일한 POC값을 가지므로 동기화가 가능하다.
도 2는 일 실시예에 따른 다계층 비디오 부호화 장치의 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 다계층 비디오 부호화 장치(20)는 다계층 부호화부(21) 및 출력부(24)를 포함한다.
다계층 부호화부(21)는 비디오 부호화 계층(Video Coding Layer)에 해당한다. 출력부(24)는 부호화된 다계층 비디오 데이터 및 부가 정보를 소정 포맷에 따른 전송 단위 데이터를 생성하는 네트워크 추상 계층(Network Abstraction Layer)에 해당한다. 일 실시예에 따르면, 전송 단위 데이터는 NAL 단위일 수 있다. 또한, CRA 픽처 및 BLA 픽처의 POC 정보는 SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), APS(Adaptation Parameter Set) 및 슬라이스 헤더 중 어느 하나에 포함될 수 있다. CRA 픽처 및 BLA 픽처의 POC 정보를 포함하는 소정 데이터 단위의 헤더 정보는 소정 식별자를 갖는 NAL 단위에 포함되어 전송될 수 있다.
일 실시예에 따른 다계층 부호화부(21)는 다계층 비디오를 구성하는 n(n은 정수)개의 다계층 영상들을 부호화하여 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 생성한다. 다계층 부호화부(21)는 n개의 다계층 영상들을 부호화하는 n개의 계층 부호화부들(22, 23)을 포함할 수 있다. 다계층 영상들이 다시점 영상들인 경우 다계층 부호화부(21)은 기본 시점 영상들과 부가시점 영상들을 부호화한다. 예를 들어 중앙시점 영상이 기본 계층 영상으로서 제 1 계층 부호화부(23)에서 부호화되고, 좌시점 영상들과 우시점 영상들은 제 2 계층 부호화부나 제 3 계층 부호화부를 통해서 각각 부호화될 수 있다. n 개의 다시점 영상들을 구성하는 각 시점의 영상은 각각 다계층 부호화부(21)를 통해 부호화되어 n개 시점의 영상 스트림이 출력될 수 있다. 또한, 다계층 영상들이 다시점 컬러 비디오와 다시점 컬러 비디오에 대응되는 깊이맵인 경우, 다계층 부호화부(21)는 다시점 컬러 비디오와 깊이맵 각각을 부호화하여 다계층 영상 스트림을 생성할 수 잇다. 다계층 영상들이 스케일러블 비디오인 경우, 다계층 부호화부(21)은 기본 계층 영상과 향상 계층 영상을 부호화하여 기본 계층 영상 스트림과 향상 계층 영상 스트림을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 다계층 비디오 부호화 장치(20)는 계층적 구조를 갖는 트리구조의 부호화 단위를 이용하여 각 계층의 영상을 부호화할 수 있다. 트리구조의 부호화 단위는 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위 등일 수 있다. 트리구조에 따른 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 및 복호화 방식은, 도 12 내지 도 24를 참조하여 후술한다.
출력부(24)는 각 계층의 영상 스트림들에 포함된 CRA 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더에 CRA 픽처의 POC의 제 1 부분값인 MSBs를 결정하기 위한 제 1 POC 정보와, 제 2 부분값인 LSBs에 대한 제 2 POC 정보를 부가한다. 다계층 영상에서 각 계층의 서로 대응되는 CRA 픽처는 동일한 POC 값을 갖도록 동일한 MSBs 와 LSBs를 갖는다.
출력부(24)는 제 1 계층의 IDR 픽처를 기준으로 제 1 계층에 포함된 CRA 픽처의 디스플레이 순서를 결정할 수 있다. 즉, 출력부(24)는 CRA 픽처 이전의 IDR 픽처를 기준으로 CRA 픽처가 몇 번째 디스플레이되는지를 판단하여 CRA 픽처의 POC를 결정한다. 그리고, 출력부(24)는 CRA 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m(m은 정수) 개의 상위 비트들 및 n(n은 정수) 개의 하위 비트들로 구성되는 경우, m개의 상위 비트들에 대한 정보인 제 1 POC 정보와, n개의 하위 비트들에 관한 정보인 제 2 POC 정보를 CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 소정 데이터 단위 헤더에 부가할 수 있다. POC의 값이 2비트의 상위 비트들(MSBs)과 2비트의 하위 비트들(LSBs)로 구성된다고 가정한다. 이 경우,이전 IDR 픽처를 기준으로 7번째 디스플레이되어 7인 POC의 값을 갖는 CRA 픽처의 POC 정보로서, POC의 값 7에 대응되는 이진값 "0111"을 상위 2개의 비트들 "01"과 하위 2개의 비트들 "11"로 분류하고, 상위 비트들(MSBs)과 하위 비트들(LSBs)의 정보를 CRA 픽처의 정보를 구비한 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나에 부가할 수 있다.
또한, 출력부(24)는 n개의 하위 비트들을 이용하여 표현가능한 (2^n)개의 순서를 1사이클(cycle)로 정의할 때, CRA 픽처가 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되는 경우 제 1 POC 정보로서 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값을 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나에 부가할 수 있다.
출력부(24)는 BLA 픽처에 대해서도 CRA 픽처와 동일하게 BLA 픽처의 POC의 MSBs를 결정하기 위한 제 1 POC 정보와 LSB에 대한 제 2 POC 정보를 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나에 부가할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 NAL 단위를 나타낸 도면이다.
NAL 단위(30)는 크게 NAL 헤더(31) 및 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)(32)의 두 부분으로 구성된다. RBSP 채워넣기 비트(33)는 RBSP(32)의 길이를 8비트의 배수로 표현하기 위해 RBSP(32)의 가장 뒤에 붙여넣은 길이 조절용 비트이다. RBSP 채워넣기 비트(33)는 '1'부터 시작하여 그 후 RBSP(32)의 길이에 따라 결정되는 연속적인 '0'으로 구성되어 '100....'과 같은 패턴을 가는다. RBSP 채워넣기 비트(33)의 최초의 비트값인 '1'을 검색함으로써 그 직전에 있는 RBSP(32)의 마지막 비트 위치를 결정할 수 있다.
NAL 헤더(31)에는 0의 값을 갖는 forbidden_zero_bit(34) 이외에 해당 NAL 단위(30)가 어떤 정보를 포함하고 있는지 식별하기 위한 식별자인 nal_unit_type(35)을 포함한다. 일 실시예에 따른 CRA 픽처의 POC 정보는 CRA 픽처의 정보를 구비하는 것으로 미리 정해진 NAL 단위에 전송된다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 NAL 단위의 식별자(nal_unit_type)의 값에 따라서 NAL 단위의 종류를 나타낸 예시들이다.
도 4를 참조하면, nal_unit_type이 4의 값을 갖는 NAL 단위는 CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 것으로 정해질 수 있다. 이와 같은 경우 출력부(24)는 CRA 픽처의 POC의 MSBs를 결정하기 위한 제 1 POC 정보와 LSBs를 나타내는 제 2 POC 정보를 nal_unit_type이 4의 값을 갖는 NAL 단위에 포함된 CRA 픽처의 슬라이스 헤더에부가하여 전송한다. 도 5를 참조하면, nal_unit_type이 5의 값을 갖는 NAL 단위가 CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 것으로 정해질 수 있다. 이와 같은 경우 출력부(24)는 CRA 픽처의 POC의 MSBs를 결정하기 위한 제 1 POC 정보와 LSBs를 나타내는 제 2 POC 정보를 nal_unit_type이 5의 값을 갖는 NAL 단위에 부가하여 전송한다. 도 4 및 도 5에 도시된 예시에 한정되지 않고 CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 NAL 단위의 식별자(nal_unit_type)의 값은 변경될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 NAL 단위에 포함되어 전송되는 CRA 픽처의 슬라이스 헤더 정보를 나타낸다.
CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 nal_unit_type이 4라고 가정한다. 현재 NAL 단위가 CRA 픽처에 대한 슬라이스 헤더 정보를 포함하는 경우, 슬라이스 헤더에는 CRA 픽처의 POC의 MSBs를 결정하기 위한 제 1 POC 정보(poc_msb_cycle)(61)가 포함된다. 제 1 POC 정보(poc_msb_cycle)(61)는 CRA 픽처의 POC의 m개의 상위 비트들에 대한 정보일 수 있다. 또한, 제 1 POC 정보(poc_msb_cycle)(61)는 CRA 픽처가 이전 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되는 경우 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값일 수 있다.
슬라이스 헤더에는 CRA 픽처의 POC의 LSBs를 나타내는 제 2 POC 정보(pic_order_cnt_lsb)(62)가 포함된다.
도 7은 다른 실시예에 따른 NAL 단위에 포함되어 전송되는 CRA 픽처의 슬라이스 헤더 정보를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 제 1 POC 정보(poc_order_cnt_msb)(71)의 이용 여부를 소정의 플래그(msb_poc_flag)를 통해 표시할 수 있다. 복호화 측에서는 플래그(msb_poc_flag)의 값이 1인 경우에만 CRA 픽처의 제 1 POC 정보(poc_order_cnt_msb)(71)를 획득하고, 플래그(msb_poc_flag)의 값이 0인 경우에는 CRA 픽처의 제 1 POC 정보(poc_order_cnt_msb)(71)를 이용하지 않을 수 있다. 제 1 POC 정보(poc_order_cnt_msb)(71)는 CRA 픽처의 POC의 m개의 상위 비트들에 대한 정보이거나, CRA 픽처가 이전 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되는 경우 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값일 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 다계층 비디오의 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 단계 81에서 다계층 부호화부(21)은 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상들을 부호화하여 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 생성한다.
단계 82에서, 출력부(24)는 각 계층의 영상 스트림들에 포함된 CRA 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더에 CRA 픽처의 POC의 제 1 부분값인 MSBs를 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 부가한다. 출력부(24)는 IDR 픽처를 기준으로 CRA 픽처의 POC를 결정할 수 있다. 출력부(24)는 CRA 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m개의 상위 비트들 및 n개의 하위 비트들로 구성되는 경우, m개의 상위 비트들에 대한 정보인 제 1 POC 정보와, n개의 하위 비트들에 관한 정보인 제 2 POC 정보를 CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나에 부가할 수 있다.
또한, 출력부(24)는 n개의 하위 비트들을 이용하여 표현가능한 (2^n)개의 순서를 1사이클(cycle)로 정의할 때, CRA 픽처가 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되는 경우 제 1 POC 정보로서 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값을 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나에 부가할 수 있다.
단계 83에서, 출력부(24)는 CRA 픽처의 POC의 하위의 n개의 비트들인 LSBs을 나타내는 제 2 POC 정보를 CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나에 부가할 수 있다.
각 계층의 대응되는 CRA 픽처들이 동일한 POC를 갖도록, 대응되는 CRA 픽처들의 POC의 제 1 POC 정보와 제 2 POC 정보는 동일한 값을 갖는다.
도 9는 일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 장치의 구성을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 장치(90)는 수신부(91) 및 다계층 복호화부(92)를 포함한다.
수신부(91)는 부호화된 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 수신한다. 다계층 영상 스트림은 NAL 단위로 수신될 수 있다. 수신부(91)는 각 계층의 RAP 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더로부터 RAP 픽처의 POC의 MSBs를 결정하기 위한 제 1 POC 정보와 RAP 픽처의 POC의 LSBs를 결정하기 위한 제 2 POC 정보를 획득한다. 전술한 바와 같이 RAP 픽처는 CRA 픽처 또는 BLA 픽처일 수 있다.
구체적으로, 수신부(910)는 CRA 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m개의 상위 비트들인 MSBs 및 n개의 하위 비트들인 LSBs로 구성되는 경우, MSBs에 대한 제 1 POC 정보와, LSBs에 대한 제 2 POC 정보를 CRA 픽처에 대한 정보를 구비하는 소정 데이터 단위 헤더로부터 독출할 수 있다. 전술한 바와 같이, 데이터 단위 헤더는 CRA 픽처의 정보를 구비하는 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나일 수 있다.
수신부(910)는 CRA 픽처의 POC의 MSBs 및 LSBs에 대한 정보가 획득되면 MSBs+LSBs를 통해 CRA 픽처의 POC를 복원할 수 있다.
만약 CRA 픽처가 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되어, 제 1 POC 정보로서 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값이 전송된 경우, 1사이클의 크기를 MaxPicOrderCntLsb라고 할 때, x*MaxPicOrderCntLsb 의 값을 계산함으로써 POC의 MSBs 정보를 획득할 수 있다. 전술한 예와 같이, n개의 하위 비트들을 이용하는 경우 MaxPicOrderCntLsb 는 (2^n)이며, 제 1 POC 정보로서 사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값이 전송된 경우 x*(2^n)을 통해 POC의 MSBs를 복원할 수 있다.
일 실시예에 따르면 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림을 복호화하는 도중에 계층간 스위칭이나 제 2 계층 영상으로의 랜덤 액세스가 발생하는 경우에도, 각 계층의 RAP 픽처의 POC를 복원할 수 있으므로, 각 계층의 대응되는 픽처 사이의 POC는 동일하게 유지될 수 있다.
한편 수신부(91)는 전송 에러 등으로 인해 현재 복호화되는 CRA 픽처나 BLA 픽처의 POC의 MSBs를 수신하지 못한 경우, 이전에 디스플레이되는 이전 픽처의 POC의 MSB값으로부터 현재 CRA 픽처나 BLA 픽처의 POC의 MSBs를 유도할 수 있다. 예를 들어, 전술한 도 1을 참조하면 I1 픽처(11)에 대한 POC의 MSBs가 전송 에러 등으로 인해 전달되지 않은 경우, 수신부(91)는 이전에 표시된 이전 픽처 b4의 POC의 LSBs의 값이 "11"이고, I1 픽처(11)의 POC의 LSBs의 값은 주기적인 값을 갖는 LSBs의 값들 중 마지막에 해당하는 "00"이므로 이전 픽처 b4의 POC의 MSBs의 값을 +1만큼 증가시켜 I1 픽처(11)의 POC의 MSBs의 값으로 "01"(13)을 획득할 수 있다. 만약, 랜덤 액세스나 계층간 스위칭을 통해 이전 픽처로부터 POC의 MSBs를 유도할 수 없는 경우, 수신부(91)는 현재 복호화되는 CRA 픽처나 BLA 픽처의 POC의 MSBs를 미리 설정된 초기값, 예를 들어 0으로 설정할 수 있다.
다계층 복호화부(92)는 복수 개의 다계층 영상 스트림을 복호화한다. 다계층 복호화부(92)는 n개의 다계층 영상들을 복호화하는 n개의 계층 복호화부들(93, 94)을 포함할 수 있다. 다계층 영상들이 다시점 영상들인 경우 다계층 복호화부(92)은 기본 시점 영상들과 부가시점 영상들을 복호화한다. 부호화된 다계층 영상이 n 개의 다시점 영상들로 구성된 경우, 다계층 복호화부(92)는 n개 시점의 영상들을 복호화한다. 또한, 부호화된 다계층 영상들이 다시점 컬러 비디오와 다시점 컬러 비디오에 대응되는 깊이맵인 경우, 다계층 복호화부(92)는 다시점 컬러 비디오와 깊이맵 각각을 복호화하여 출력한다. 부호화된 다계층 영상들이 스케일러블 비디오인 경우, 다계층 복호화부(92)은 기본 계층 영상과 향상 계층 영상을 복호화하여 출력한다.
한편, 수신부(91)는 획득된 제 1 POC 정보 및 제 2 POC 정보를 이용하여 획득된 RAP 픽처의 POC와, RAP 픽처보다 이전의 IDR 픽처의 POC를 0으로 설정하고 이전의 IDR 픽처 이후에 디스플레이되는 픽처마다 POC를 1씩 증가시킴으로써 획득된 RAP 픽처의 POC를 비교하여, 다계층 영상 스트림들에 포함된 픽처의 손실 여부를 판단할 수 있다. 즉, 수신부(91)는 현재 RAP 픽처의 제 1 POC 정보 및 제 2 POC 정보에 기초하여 획득된 RAP 픽처의 POC가 이전에 디스플레이된 픽처의 POC를 1만큼 증가시킨 POC의 값과 차이가 나는 경우 RAP 픽처 사이의 일부 픽처의 손실이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 단계 101에서, 수신부(91)는 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 수신한다.
단계 102에서, 수신부(92)는 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 RAP 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 RAP 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더로부터, 제 1 RAP 픽처의 POC와 동일하게 설정된 제 2 RAP 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 획득한다. 전술한 바와 같이, RAP 픽처는 CRA 픽처 또는 BLA 픽처이며, 데이터 단위 헤더는 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나일 수 있다. 또한, 제 1 POC 정보는 POC의 MSBs를 결정하기 위한 정보로서, 제 2 RAP 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m개의 상위 비트들 및 n개의 하위 비트들로 구성되는 경우, 제 1 POC 정보는 m개의 상위 비트들에 대한 정보일 수 있다. 제 2 RAP 픽처가 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되는 경우 제 1 POC 정보는 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값일 수 있다.
단계 103에서, 수신부(92)는 소정 데이터 단위 헤더로부터 제 2 RAP 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 획득한다. 전술한 바와 같이, 제 2 POC 정보는 제 2 RAP 픽처의 POC의 LSBs일 수 있다.
단계 104에서, 수신부(92)는 획득된 제 1 POC 정보 및 제 2 POC 정보를 이용하여 제 2 RAP 픽처의 POC를 획득한다. 수신부(910)는 제 2 RAP 픽처의 POC의 MSBs 및 LSBs에 대한 정보가 획득되면 MSBs+LSBs를 통해 제 2 RAP 픽처의 POC를 복원할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 다계층 비디오의 영상 순서 결정 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 11을 참조하면, 단계 111에서 수신부(92)는 다계층 비디오에 포함된 RAP 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위의 헤더로부터, RAP 픽처의 POC의 상위 비트들인 MSBs에 대한 정보 및 POC의 하위 비트들인 LSBs에 대한 정보를 획득한다. RAP 픽처들은 CRA 픽처 또는 BLA 픽처일 수 있다. 소정 데이터 단위의 헤더는 슬라이스 헤더, SPS, PPS, APS 중 하나일 수 있다. RAP 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위의 헤더는 소정 식별자를 갖는 NAL 단위를 통해 수신될 수 있다.
단계 112에서, 수신부(92)는 RAP 픽처의 POC의 MSBs 및 LSBs에 대한 정보가 획득되면 MSBs+LSBs를 통해 RAP 픽처의 POC를 복원할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 다계층 비디오 부호화 장치(20) 및 일 실시예에 따른 다계층 비디오 복호화 장치(90)는, 계층적 구조를 갖는 트리구조의 부호화 단위를 이용하여 각 계층의 영상을 부호화하거나 복호화할 수 있다. 이하 도 12 내지 24를 참조하여, 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치가 개시된다. 이하 설명되는 트리 구조의 부호화 단위를 이용한 비디오 부호화 방식은 도 2의 다계층 비디오 부호화 장치(20)의 다계층 부호화부(21)에 포함된 n개의 계층 부호화부(22,23) 중 하나의 계층 부호화부에서 수행되는 하나의 계층의 비디오 부호화에 적용될 수 있다. 또한, 이하 설명되는 비디오 복호화 방법 및 장치는 도 9의 다계층 비디오 복호화 장치(90)의 다계층 복호화부(92)에 포함된 n개의 계층 복호화부(93, 94) 중 하나의 계층 복호화부에서 수행되는 하나의 계층의 비디오 복호화에 적용될 수 있다.
이하, 도 12 내지 24를 참조하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 기초로 예측 단위 및 파티션에 대해 예측부호화를 수행하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 그리고 예측복호화를 수행하는 비디오 복호화 방법 및 장치가 상술된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 '비디오 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.
최대 부호화 단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 2의 자승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측부호화 및 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 17 내지 24를 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.
부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(130)는, 도 5 내지 8을 참조하여 전술한 부호화 단위의 스케일러빌터리에 관한 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 12 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 9에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)을 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640), 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 파티션(650)으로만 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 부호화 단위는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 21, 22 및 23은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다. 부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
표 1
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) 분할 정보 1
예측 모드 파티션 타입 변환 단위 크기 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화
인트라 인터스킵 (2Nx2N만) 대칭형 파티션 타입 비대칭형 파티션 타입 변환 단위 분할 정보 0 변환 단위 분할 정보 1
2Nx2N2NxNNx2NNxN 2NxnU2NxnDnLx2NnRx2N 2Nx2N NxN (대칭형 파티션 타입) N/2xN/2 (비대칭형 파티션 타입)
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 24는 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 타입에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장 장치 등이 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 다계층 비디오 복호화 방법에 있어서,
    상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 수신하는 단계;
    상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더로부터, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 획득하는 단계;
    상기 소정 데이터 단위 헤더로부터 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 제 1 POC 정보 및 제 2 POC 정보를 이용하여 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC는 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처 이전의 IDR(Instantaneous Decoding Refresh) 픽처를 기준으로 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 디스플레이 순서를 가리키며, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m(m은 정수) 개의 상위 비트들 및 n(n은 정수) 개의 하위 비트들로 구성되는 경우, 상기 제 1 POC 정보는 상기 m개의 상위 비트들에 대한 정보이며, 상기 제 2 POC 정보는 상기 n개의 하위 비트들에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC는 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처 이전의 IDR 픽처를 기준으로 상기 제 1 랜덤 액세스 픽처의 디스플레이 순서를 가리키며, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m(m은 정수) 개의 상위 비트들 및 n(n은 정수) 개의 하위 비트들로 구성되고, 상기 n개의 하위 비트들을 이용하여 표현가능한 (2^n)개의 순서를 1사이클(cycle)로 정의할 때, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처가 상기 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되는 경우 상기 제 1 POC 정보는 상기 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값이며, 상기 제 2 POC 정보는 상기 n개의 하위 비트들에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 POC 정보를 획득하는 단계는
    상기 소정 데이터 단위 헤더로부터 상기 제 1 POC 정보의 이용 여부를 나타내는 소정의 플래그를 획득하고, 상기 획득된 플래그가 상기 제 1 POC 정보를 이용하는 것으로 판단된 경우에 상기 제 1 POC 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 포인트 픽처는 CRA(Clean Random Access) 픽처 또는 BLA(Broken Link Access) 픽처인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 데이터 단위 헤더는 SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), APS(Adaptation Parameter Set) 및 슬라이스 헤더 중 하나인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 데이터 단위 헤더로부터 획득된 상기 제 1 POC 정보 및 상기 제 2 POC 정보를 이용하여 획득된 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC와, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처보다 이전의 IDR 픽처의 POC를 0으로 설정하고 상기 이전의 IDR 픽처 이후에 디스플레이되는 픽처마다 상기 0으로 설정된 POC를 1씩 증가시킴으로써 획득된 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 비교하여, 상기 다계층 영상 스트림들에 포함된 픽처의 손실 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 방법.
  8. 다계층 비디오 복호화 장치에 있어서,
    상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 수신하고, 상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더로부터, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보 및 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 획득하고, 상기 획득된 제 1 POC 정보 및 제 2 POC 정보를 이용하여 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 획득하는 수신부; 및
    상기 복수 개의 다계층 영상 스트림을 복호화하는 다계층 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 복호화 장치.
  9. 다계층 비디오 부호화 방법에 있어서,
    상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상들을 부호화하여 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 생성하는 단계;
    상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더에, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 부가하는 단계; 및
    상기 소정 데이터 단위 헤더에 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 부호화 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC는 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처 이전의 IDR(Instantaneous Decoding Refresh) 픽처를 기준으로 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 디스플레이 순서를 가리키며, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m(m은 정수) 개의 상위 비트들 및 n(n은 정수) 개의 하위 비트들로 구성되는 경우, 상기 제 1 POC 정보는 상기 m개의 상위 비트들에 대한 정보이며, 상기 제 2 POC 정보는 상기 n개의 하위 비트들에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 부호화 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC는 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처 이전의 IDR 픽처를 기준으로 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 디스플레이 순서를 가리키며, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC에 대응되는 이진값이 m(m은 정수) 개의 상위 비트들 및 n(n은 정수) 개의 하위 비트들로 구성되고, 상기 n개의 하위 비트들을 이용하여 표현가능한 (2^n)개의 순서를 1사이클(cycle)로 정의할 때, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처가 상기 IDR 픽처를 기준으로 x*(2^n) (x는 정수)와 {(x+1)*(2^n)-1} 번째 중 어느 하나의 순서에 디스플레이되는 경우 상기 제 1 POC 정보는 상기 1사이클의 반복 횟수를 나타내는 x의 값이며, 상기 제 2 POC 정보는 상기 n개의 하위 비트들에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 부호화 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 포인트 픽처는 CRA(Clean Random Access) 픽처 또는 BLA(Broken Link Access) 픽처인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 부호화 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 소정 데이터 단위 헤더는 SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), APS(Adaptation Parameter Set) 및 슬라이스 헤더 중 하나인 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 부호화 방법.
  14. 다계층 비디오 부호화 장치에 있어서,
    상기 다계층 비디오를 구성하는 복수 개의 다계층 영상들을 부호화하여 복수 개의 다계층 영상 스트림들을 생성하는 다계층 영상 부호화부; 및
    상기 다계층 영상 스트림들 중 기본 계층인 제 1 계층 영상 스트림에 포함된 제 1 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처와 대응되며, 제 2 계층 영상 스트림에 포함된 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위 헤더에, 상기 제 1 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)와 동일하게 설정된 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 1 부분값을 결정하기 위한 제 1 POC 정보를 부가하고, 상기 소정 데이터 단위 헤더에 상기 제 2 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC의 제 2 부분값에 대한 제 2 POC 정보를 부가하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다계층 비디오 부호화 장치.
  15. 다계층 비디오의 영상 순서 결정 방법에 있어서,
    상기 다계층 비디오에 포함된 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point) 픽처의 정보를 구비한 소정 데이터 단위의 헤더로부터, 상기 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC(Picture Order Count)의 상위 비트들에 대한 정보 및 상기 POC의 하위 비트들에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 상위 비트들에 대한 정보 및 하위 비트들에 대한 정보에 기초하여 상기 랜덤 액세스 포인트 픽처의 POC를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 순서 결정 방법.
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