WO2013162252A1 - 슬라이스 헤더를 이용하는 3차원 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 3차원 비디오 복호화 방법 및 그 장치 - Google Patents

슬라이스 헤더를 이용하는 3차원 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 3차원 비디오 복호화 방법 및 그 장치 Download PDF

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depth
slice
depth image
encoding
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최병두
김재현
박정훈
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삼성전자 주식회사
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • the present invention relates to three-dimensional video encoding and decoding for encoding and decoding a single-view image into a texture image and a depth image.
  • video codec for efficiently encoding or decoding high resolution or high definition video content.
  • video is encoded according to a limited encoding method based on a macroblock of a predetermined size.
  • Image data in the spatial domain is transformed into coefficients in the frequency domain using frequency transformation.
  • the video codec divides an image into blocks having a predetermined size for fast operation of frequency conversion, performs DCT conversion for each block, and encodes frequency coefficients in units of blocks. Compared to the image data of the spatial domain, the coefficients of the frequency domain are easily compressed. In particular, since the image pixel value of the spatial domain is expressed as a prediction error through inter prediction or intra prediction of the video codec, when frequency conversion is performed on the prediction error, much data may be converted to zero.
  • the video codec reduces data volume by substituting data repeatedly generated continuously with small size data.
  • the present invention discloses a method of predictive encoding and predictive decoding between a texture image and a depth image of a single-view image of a 3D video.
  • a method of encoding a 3D video may include: determining whether a current slice is the depth image among a texture image and a depth image of a 3D image at the same time point; If the current slice is the depth image, determining whether to encode the depth image using the texture image encoded before the current slice; When the current slice is the texture image, determining whether to encode the texture image using the depth image encoded before the current slice; And encoding the texture image and the depth image based on the determined usage relationship between the determined texture image and the depth image.
  • the slice image according to the present invention is a depth image referring to a texture image decoded first, or a texture image referring to a decoded depth image first.
  • 3D image reference information indicating whether the image is recognized may be stored. Accordingly, since the reference relationship between the texture image and the depth image at the same point in the current slice can be accurately identified using the slice header, the texture image and the depth image can be efficiently decoded.
  • the texture image and the depth image of a temporary point are encoded by cross-reference, information overlapping in the slice header of the depth image and the slice header of the texture image is omitted from the slice header of the depth image, thereby reducing the slice header.
  • the amount of data for the slice header can be reduced, and the parsing process for reading the slice header can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of a video encoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a video decoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a relationship between coding units and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • 10, 11, and 12 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 14 is a block diagram of a 3D encoding system through inter-layer prediction, according to an embodiment.
  • 15A is a block diagram of a 3D video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • 15B is a flowchart of a 3D video encoding method, according to an embodiment.
  • 16A is a block diagram of a 3D video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • 16B is a flowchart of a 3D video decoding method, according to an embodiment.
  • FIG. 17 illustrates syntax of a slice header according to an embodiment.
  • FIG. 18 illustrates a physical structure of a disk in which a program is stored, according to an embodiment.
  • 19 shows a disc drive for recording and reading a program by using the disc.
  • FIG. 20 illustrates the overall structure of a content supply system for providing a content distribution service.
  • 21 and 22 illustrate an external structure and an internal structure of a mobile phone to which the video encoding method and the video decoding method of the present invention are applied, according to an embodiment.
  • FIG. 23 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention.
  • FIG. 24 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to an embodiment of the present invention.
  • a method of encoding a 3D video may include: determining whether a current slice is the depth image among a texture image and a depth image of a 3D image at the same time point; If the current slice is the depth image, determining whether to encode the depth image using the texture image encoded before the current slice; When the current slice is the texture image, determining whether to encode the texture image using the depth image encoded before the current slice; And encoding the texture image and the depth image based on the determined usage relationship between the determined texture image and the depth image.
  • the encoding may include encoding the depth image using the first encoded texture image when the current slice is a depth image.
  • the 3D video encoding method includes a slice header including first information indicating that the current slice is the depth image and second information indicating encoding the depth image by using the first encoded texture image. The method may further include generating.
  • the encoding step may include encoding the texture image using the first encoded depth image when the current slice is a texture image.
  • the 3D video encoding method may include slices including first information indicating that the current slice is not the depth image and third information indicating that the texture image is encoded using the first encoded depth image.
  • Generating headers may further include this TEk.
  • determining whether to encode the depth image comprises: determining slice related information of the depth image by referring to slice related information of the texture image
  • the determining may include determining the depth image
  • the encoding may include encoding the depth image using slice related information of the texture image.
  • the generating of the slice header may include: when the current slice is the depth image, referring to slice related information of the texture image and indicating whether to determine slice related information of the depth image;
  • the method may further include generating the slice header further including information.
  • a method of decoding a 3D video may include: determining whether a current slice is the depth image among a texture image and a depth image of the 3D image at the same time point; If the current slice is the depth image, determining whether to decode the depth image using the texture image decoded before the current slice; When the current slice is the texture image, determining whether to decode the texture image using the depth image decoded before the current slice; And decoding the texture image and the depth image based on the determined usage relationship between the determined texture image and the depth image.
  • the 3D video decoding method may decode the depth image using first information indicating that the current slice is the depth image and the first decoded texture image from a slice header for the current slice. Parsing second information indicating that the first slice is parsed, and when the current slice is read as the depth image based on the first information, using the first decoded texture image. And decoding the depth image.
  • the 3D video decoding method may decode the texture image from the slice header using first information indicating that the current slice is not the depth image and the first decoded depth image. Parsing third information indicating; wherein the decoding step includes: when the current slice is read as the texture image based on the first information, the texture using the first decoded depth image; It may include the step of decoding the image.
  • parsing the second information may be performed by referring to slice related information of the texture image from the slice header.
  • Parsing fourth information indicating whether to determine slice related information of the depth image, and determining whether to decode the depth image comprises: slice of the texture image based on the fourth information Determining whether to determine slice related information of the depth image with reference to the related information, and wherein the decoding comprises: using slice related information of the texture image according to the determination based on the fourth information. And decoding the depth image.
  • the 3D video encoding apparatus determines whether the current slice is the depth image among the texture image and the depth image of the 3D image at the same time point, and when the current slice is the depth image, It is determined whether the depth image is encoded using the texture image encoded before the slice, and when the current slice is the texture image, the texture image is encoded using the depth image encoded before the current slice.
  • a three-dimensional image reference determination unit to determine whether or not;
  • an encoder configured to encode the texture image and the depth image based on the determined usage relationship between the determined texture image and the depth image.
  • the 3D video decoding apparatus determines whether the current slice is the depth image among the texture image and the depth image of the 3D image at the same time, based on the information parsed from the slice header. If the slice is the depth image, it is determined whether to decode the depth image using the texture image decoded before the current slice. If the current slice is the texture image, the slice is decoded earlier than the current slice.
  • a 3D image reference parser which determines whether to decode the texture image using a depth image; And a decoder configured to decode the texture image and the depth image based on the determined usage relationship between the determined texture image and the depth image.
  • the present invention proposes a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a 3D video encoding method.
  • the present invention proposes a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a three-dimensional video decoding method according to an embodiment.
  • a video encoding method and a video decoding method based on coding units having a tree structure according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
  • 14 to 17, a 3D video encoding technique and a 3D video decoding technique are disclosed.
  • 18 to 24, various embodiments to which a 3D video encoding method and a 3D video decoding method are applicable according to an embodiment are disclosed.
  • the 'image' may be a still image of the video or a video, that is, the video itself.
  • FIG. 1 is a block diagram of a video encoding apparatus 100 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.
  • Predictive 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 less than or equal to 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.
  • the prediction encoding and the transformation will be described based on the coding unit of the 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.
  • the encoding of the image data is performed through prediction encoding, transforming, entropy encoding, and the like.
  • the same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
  • 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 predictive encoding of the image data in 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 that is the basis of prediction coding 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. 3 to 13.
  • 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 reference information, prediction information, unidirectional prediction information, slice type information including a fourth slice type, etc. related to the prediction described above with reference to FIGS. 1 to 6.
  • 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. 7 is a block diagram of a video decoding apparatus 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. 7 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 the 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. 3 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.
  • FIG. 4 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 reconstructed into the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the inverse transformer 470, and the data of the reconstructed spatial domain is post-processed through the deblocking unit 480 and the offset adjusting unit 490. And output to the reference frame 495.
  • the quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
  • the intra predictor 410, the motion estimator 420, the motion compensator 425, and the transform unit may be components of the image encoder 400.
  • quantization unit 440, entropy coding unit 450, inverse quantization unit 460, inverse transform unit 470, deblocking unit 480, and offset adjustment unit 490 all have the maximum depth for each largest coding unit. In consideration of this, operations 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.
  • FIG. 5 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 region that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the offset adjusting unit 580 and output to the reconstructed frame 595.
  • the post-processed data through the deblocking unit 570 and the offset adjusting 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 offset adjuster 580 must all perform operations based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit. .
  • 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. .
  • FIG. 6 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 the maximum height and width of the coding unit are 64 and the maximum depth is three.
  • 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.
  • a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
  • 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.
  • a depth along the vertical axis includes a coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, a coding unit 630 of depth 2 having a size of 16x16, and a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8.
  • the coding unit 640 of 3 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 640 of size 8x8 having a depth of 3 is a minimum coding unit and a coding unit of the lowest depth.
  • 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. 7 illustrates a relationship between coding units 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. 8 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 predictive 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 performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. 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 inter 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.
  • FIG. 9 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 having a size of 2N_0x2N_0, a partition type 914 having a size of 2N_0xN_0, a partition type 916 having a size of N_0x2N_0, and a 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.
  • prediction coding For each partition type, prediction 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 For partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0, a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0, prediction encoding may be performed in an intra mode and an inter mode. The skip mode may be performed only for prediction 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.
  • one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_ Prediction encoding is repeatedly performed for each partition of (d-1) and four partitions of size N_ (d-1) xN_ (d-1), so that a partition type having 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.
  • 10, 11, and 12 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.
  • the prediction coding when the prediction coding is performed by referring to the neighboring coding unit, the data adjacent to the current coding unit in the coding unit according to depths is encoded by using the encoding information of the adjacent coding units according to depths.
  • the neighboring coding unit may be referred to by searching.
  • FIG. 13 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 conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 13 is a flag having a value of 0 or 1
  • the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically.
  • the transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
  • the size of the transformation unit actually used may be expressed.
  • the video encoding apparatus 100 may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information.
  • the encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS.
  • the video decoding apparatus 200 may use the maximum transform unit size information, the minimum transform unit size information, and the maximum transform unit split information to use for video decoding.
  • the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex'
  • the minimum transform unit size is 'MinTransformSize'
  • the transform unit split information is 0,
  • the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'.
  • the size 'CurrMinTuSize' can be defined as in relation (1) below.
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (1), 'RootTuSize / (2 ⁇ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
  • the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
  • RootTuSize may be determined according to the following relation (2).
  • 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size
  • 'PUSize' represents the current prediction unit size.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
  • 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below.
  • 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (3)
  • the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
  • the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
  • the maximum coding unit including the coding units of the tree structure described above with reference to FIGS. 1 to 13 may be a coding block tree, a block tree, a root block tree, a coding tree, a coding root, or It may also be called variously as a tree trunk.
  • FIGS. 14 to 17 a 3D video encoding method and a 3D video decoding method based on coding units having a tree structure will be described in detail.
  • the 3D video is classified and encoded according to a plurality of layers.
  • the three-dimensional video is composed of two or more viewpoint-specific images.
  • the single view image may include a texture image and a depth image.
  • the texture image may be an image in which pixel values are recorded for each YUV color component.
  • the depth image may be an image in which a depth component of the image is expressed as a 2D image.
  • the base view image may include a base view texture image and a base view depth image.
  • the first additional view image may include a first additional view texture image and a first additional view depth image.
  • the second additional view image may also include a second additional view texture image and a second additional view depth image.
  • a 'base view image' or 'added view image' when referred to as a 'base view image' or 'added view image', a 'base view texture image and / or a base view depth image' or a 'view point texture image and / or a view point depth image' You will understand what it means.
  • the texture image and the depth image may be classified into different layers and encoded, even if the video is the same.
  • a base layer image is encoded among images classified into a plurality of layers.
  • the texture image and the depth image of the base view image may be classified into different layers.
  • One of the base view texture image and the base view depth image may be encoded as the base layer image.
  • the remaining image may be encoded as an additional layer image.
  • the base layer image may be encoded based on the coding units of the tree structure described above with reference to FIGS. 1 to 13. That is, the base layer image is divided into maximum coding units, and among the coding units in which each maximum coding unit is hierarchically divided, based on the coding units having been split, the encoding mode may be determined and the encoded data may be output. chat.
  • the remaining view image of the base view texture image and the base view depth image may be encoded by referring to encoding information generated by encoding a base layer image which is one of the base view texture image and the base view depth image.
  • the encoding order of the base view texture image and the base view depth image may be mutually changed, and an image encoded first among the base view texture image and the base view depth image may be adopted as the base layer image.
  • the remaining images may be predictively encoded based on the encoding information of the image adopted as the base layer.
  • an image of a video may be spatially divided to form maximum coding units, and each maximum coding unit may be divided into a plurality of coding units.
  • the coding units may be individually determined for each coding unit, and may be determined independently of adjacent coding units.
  • the additional layer image may be encoded by referring to encoding symbols of the base layer image among the images classified into the plurality of layers.
  • the number of additional layers may be plural.
  • the additional layer image may include the other of the base view texture image and the base view depth image, which are not encoded as the base layer image.
  • the additional layer image may include a YUV texture image and a depth map image of the additional view image.
  • data encoded in the additional layer image may be output.
  • encoding information of the base view image may be referred to for encoding the additional layer image.
  • At least one of the additional view texture image and the additional view depth image may be encoded by referring to encoding information of the base view texture image.
  • At least one of the additional view texture image and the additional view depth image may be encoded by referring to encoding information of the base view depth image.
  • the prediction encoding may be performed between the texture image and the depth image of the same additional view.
  • one of the additional view texture image and the additional view depth image may be encoded.
  • the encoding information generated by first encoding one of the additional view texture image and the additional view depth image may be referred to, and the remaining image of the additional view texture image and the additional view depth image may be encoded.
  • the encoding order of the additional view texture image and the additional view depth image may be mutually changed, and the remaining images may be predictively encoded based on the encoding information of the first coded image among the additional view texture image and the additional view depth image. have.
  • the encoding information generated by encoding at least one of the base view texture image, the base view depth image, the additional view texture image, and the additional view depth image may be predictively encoded from the additional view texture image and the additional view depth image.
  • the encoding mode and the prediction value of the base layer image may be output.
  • the encoded data may be output by performing encoding based on coding units having a tree structure.
  • inter-layer prediction may be inter-view prediction between different views.
  • the base layer image is a predetermined viewpoint texture (depth) image
  • the additional layer image is a predetermined viewpoint depth (texture) image
  • inter-layer prediction may be prediction between the texture image and the depth image between the same viewpoints.
  • the encoding mode and the prediction value of the base layer image may be parsed, and the encoding mode and the prediction value of the additional layer image may be derived using this.
  • At least one of an additional view texture image and an additional view depth image may be decoded with reference to the parsed information of the base view texture image.
  • At least one of an additional view texture image and an additional view depth image may be decoded with reference to the parsed information of the base view depth image. Can be.
  • the base layer image and the additional layer image may be reconstructed according to the inter-layer prediction between the base layer image and the additional layer image.
  • FIG. 14 illustrates a block diagram of a 3D encoding system 1600 through interlayer prediction, according to an embodiment.
  • the inter-layer encoding system 1600 may include a base layer encoding stage 1610 and an additional layer encoding stage 1660, and an inter-layer prediction stage 1650 between the base layer encoding stage 1610 and the additional layer encoding stage 1660. It consists of.
  • An inter-layer encoding technique of a multiview video may be classified into layer images of multiple layers according to a viewpoint and a texture image and a depth image.
  • the inter-layer encoding apparatus 1600 classifies and encodes a multiview video by a plurality of layers.
  • the single view image may include a texture image and a depth image.
  • the texture image may be an image in which pixel values are recorded for each YUV color component.
  • the depth image may be an image in which a depth component of the image is expressed as a 2D image.
  • the base view image may include a base view texture image and a base view depth image.
  • the first additional view image may include a first additional view texture image and a first additional view depth image.
  • the second additional view image may also include a second additional view texture image and a second additional view depth image.
  • a 'base view image' or 'added view image' when referred to as a 'base view image' or 'added view image', a 'base view texture image and / or a base view depth image' or a 'view point texture image and / or a view point depth image' You will understand what it means.
  • the texture image and the depth image may be classified into different layers and encoded, even if the video is the same.
  • the base layer encoding terminal 1610 encodes a base layer image among images classified into a plurality of layers.
  • the texture image and the depth image of the base view image may be classified into different layers.
  • One of the base view texture image and the base view depth image may be encoded as the base layer image.
  • the remaining image may be encoded as an additional layer image.
  • the inter-layer encoding apparatus 1600 may encode the base layer image based on the coding units of the tree structure described above with reference to FIGS. 1 to 13. That is, the base layer encoding terminal 1610 splits the base layer image into the largest coding units, and among the coding units in which the largest coding unit is hierarchically divided, based on the split coding units, the encoding mode. Can be determined and the encoded data can be output.
  • the additional layer encoder 1660 refers to encoding information generated by encoding a base layer image, which is one of a base view texture image and a base view depth image, and includes a base view texture image and a base view depth image.
  • the remaining images may be encoded.
  • the inter-layer encoding system 1600 of a multiview video includes a base view texture image as a base layer image, and a base view depth image, an additional view texture image, or an additional view depth image as an additional layer image.
  • a base view texture image as a base layer image
  • a base view depth image as an additional view texture image
  • an additional view depth image as an additional layer image.
  • the base layer encoding terminal 1610 receives a base layer image sequence and encodes each image.
  • the additional layer encoding stage 1660 receives an additional layer image sequence and encodes each image. Overlapping operations among the operations of the base layer encoder 1610 and the additional layer encoder 1620 will be described later.
  • the input video (low resolution video, high resolution video) is divided into maximum coding units, coding units, prediction units, transformation units, and the like through the block splitters 1618 and 1668.
  • intra prediction or inter prediction may be performed for each prediction unit of the coding units.
  • the prediction switches 1648 and 1698 may perform inter prediction by referring to previous reconstructed images output from the motion compensators 1640 and 1690 according to whether the prediction mode of the prediction unit is the intra prediction mode or the inter prediction mode.
  • intra prediction may be performed using a neighboring prediction unit of the current prediction unit in the current input image output from the intra prediction units 1645 and 1695. Case-dual information may be generated for each prediction unit through inter prediction.
  • the transformation / quantization units 1620 and 1670 may output a quantized transformation coefficient by performing transformation and quantization for each transformation unit based on the transformation unit of the coding unit.
  • the scaling / inverse transform units 1625 and 1675 may generate residual information of the spatial domain by performing scaling and inverse transformation on the transform coefficients quantized for each transformation unit of the coding unit.
  • the residual information is synthesized with the previous reconstructed image or the neighboring prediction unit, so that a reconstructed image including the current prediction unit is generated and the current reconstructed image is stored in the storage 1630. , 1680).
  • the current reconstructed image may be transmitted to the intra prediction unit 1645 and 1695 / the motion compensation unit 1640 and 1690 again according to the prediction mode of the prediction unit to be encoded next.
  • the in-loop filtering units 1635 and 1685 may perform deblocking filtering or coding adaptive offset (SAO) on a reconstructed image stored in the storages 1630 and 1680 for each coding unit. At least one filtering may be performed among the filtering and the ALF filtering. At least one of deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO) filtering, and adaptive loop filtering may be performed on at least one of a coding unit and a prediction unit and a transformation unit included in the coding unit.
  • SAO coding adaptive offset
  • Deblocking filtering is filtering to alleviate blocking of data units
  • SAO filtering is filtering to compensate for pixel values that are transformed by data encoding and decoding
  • ALF filtering is an error between a reconstructed picture and an original picture (Mean Squared Error). ; Filtering to minimize MSE).
  • the data filtered by the in-loop filtering units 1635 and 1685 may be delivered to the motion compensation units 1640 and 1690 for each prediction unit.
  • the current reconstructed image and the next coding unit output by the motion compensator 1640 and 1690 and the block splitter 1618 and 1668 for encoding the next coding unit output from the block splitters 1618 and 1668 again. Residual information of the liver may be generated.
  • the additional layer encoder 1660 may refer to a reconstructed image stored in the storage 1630 of the base layer encoder 1610.
  • the encoding controller 1615 of the base layer encoding stage 1610 controls the storage 1630 of the base layer encoding stage 1610 to transmit the reconstructed image of the base layer encoding stage 1610 to the additional layer encoding stage 1660. I can deliver it.
  • the in-loop filtering unit 1655 performs at least one of deblocking filtering, SAO filtering, and ALF filtering on the base layer reconstructed image output from the storage 1610 of the base layer encoding stage 1610. You can do one.
  • the inter-layer predictor 1650 may upsample the reconstructed image of the base layer and transmit the sample to the additional layer encoder 1660 when the resolution of the base layer is different from that of the base layer.
  • the interlayer of the additional layer image is referred to with reference to the base layer reconstruction image transmitted through the inter-layer prediction terminal 1650. Layer prediction may be performed.
  • various encoding modes for a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit may be set.
  • depth or split information may be set as an encoding mode for a coding unit.
  • a prediction mode, a partition type, intra direction information, reference list information, and the like may be set.
  • a transform depth or split information may be set.
  • the base layer encoder 1610 may determine various depths for a coding unit, various prediction modes for a prediction unit, various partition types, various intra directions, various reference lists, and various transform depths for a transformation unit, respectively. According to the result of applying the encoding, the coding depth, the prediction mode, the partition type, the intra direction / reference list, the transformation depth, etc. having the highest encoding efficiency may be determined.
  • the encoding control unit 1615 of the base layer encoding terminal 1610 may control various encoding modes to be appropriately applied to the operation of each component.
  • the encoding control unit 1615 uses the additional layer encoding stage 1660 with reference to the encoded symbols of the base layer encoding stage 1610 for inter-layer encoding of the multiview video of the additional layer encoding stage 1660. It may be controlled to determine an encoding mode or residual information.
  • the additional layer encoding stage 1660 may use the encoding mode of the base layer encoding stage 1610 as an encoding mode for the additional layer image or may be added with reference to the encoding mode of the base layer encoding stage 1610.
  • An encoding mode for the layer image may be determined.
  • the encoding control unit 1615 of the base layer encoding stage 1610 controls the control signal of the encoding control unit 1665 of the additional layer encoding stage 1660 of the base layer encoding stage 1610, and performs the additional layer encoding stage 1660.
  • the current encoding mode may be used from the encoding mode of the base layer encoding terminal 1610.
  • an inter-layer decoding system of a multiview video according to the inter-layer prediction method may also be implemented. That is, the inter-layer decoding system of a multiview video may receive a base layer bitstream and an additional layer bitstream.
  • the base layer decoding end of the inter-layer decoding system may generate base layer reconstructed images by decoding the base layer bitstream.
  • the additional layer decoding end of the inter-layer decoding system of a multiview video may generate additional layer reconstructed images by decoding the additional layer bitstream using the base layer reconstructed image and the parsed encoding symbol.
  • the base view texture images may be restored as the base layer reconstruction image, and the base view depth images may be reconstructed as the additional layer reconstruction image.
  • the base view texture images may be restored as the base layer reconstruction image, and the additional view texture images may be reconstructed as the additional layer reconstruction image.
  • the base view depth images may be restored as the base layer reconstruction image, and the additional view depth images may be reconstructed as the additional layer reconstruction image.
  • the base view depth images may be restored as the base layer reconstruction image, and the additional view texture images may be reconstructed as the additional layer reconstruction image.
  • FIGS. 15A and 15B For convenience of explanation, a case where a texture image and a depth image of a current view image are encoded as a base layer image and an additional layer image will be described in detail.
  • 15A is a block diagram of the 3D video encoding apparatus 10 according to an embodiment.
  • the 3D video encoding apparatus 10 includes a 3D image reference determiner 12 and an encoder 14.
  • the 3D video encoding apparatus 10 encodes current view images of the 3D video.
  • the current view images may be any one of a picture sequence, a picture, and a slice.
  • One picture may include one or more independent slices. When one picture includes two or more slices, at least one independent slice and the remaining dependent slices may constitute one picture.
  • the 3D image reference determiner 12 may determine whether the current slice is a depth image among a texture image and a depth image of the 3D image at the same time.
  • the 3D image reference determiner 12 may determine whether to encode a depth image using a texture image encoded before the current slice.
  • the 3D image reference determiner 12 may determine whether to encode the texture image using a depth image encoded before the current slice.
  • the encoder 14 may encode the texture image and the depth image based on the utilization relationship between the texture image and the depth image determined by the 3D image reference determiner 12.
  • FIG. 15B is a flowchart of a 3D video encoding method, according to an embodiment. An embodiment of the 3D video encoding method of the 3D video encoding apparatus 10 described above with reference to FIG. 15A is described in detail.
  • the 3D video encoding apparatus 10 determines whether the current slice is a depth image among a texture image and a depth image of the 3D image at the same view. If it is determined in step 11 that the current slice depth image is determined, the process proceeds to step 13; if it is determined that the depth image is not the depth image, the process proceeds to step 15.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may determine whether to encode a depth image using a texture image encoded before the current slice.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may determine whether to encode a texture image using a depth image encoded before the current slice.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may encode the texture image and the depth image based on the utilization relationship between the texture image and the depth image determined in operation 13 or 15.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may first determine the depth image by referring to the encoded texture image at the same point in time. Can be encoded.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may first perform a texture image by referring to the encoded depth image of the same view. Can be encoded.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may generate a slice header including information about inter-layer prediction, that is, information about a prediction relationship between a texture image and a depth image.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may include first information indicating whether the current slice is a depth image or not in the slice header.
  • the 3D video encoding apparatus 10 first encodes the first slice together with first information indicating that the current slice is a depth image.
  • the slice header including the second information indicating that the depth image is encoded using the texture image may be generated.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may encode the depth image independently of the texture image at the same time.
  • the 3D video encoding apparatus 10 includes a slice header including first information indicating that the current slice is a depth image, and second information indicating encoding a depth image without using a first encoded texture image. Can be generated.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may determine that the current slice is not a depth image.
  • the slice header including the third information indicating that the texture image is encoded using the encoded depth image may be generated.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may encode the texture image independently of the depth image at the same time. have.
  • the 3D video encoding apparatus 10 includes first information indicating that the current slice is not a depth image, and third information indicating that the texture image is encoded without using the encoded depth image. Slice headers can be generated.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may determine whether to estimate slice related information of the depth image with reference to slice related information of the texture image. If it is determined to refer to the slice related information of the texture image, the 3D video encoding apparatus 10 may encode the depth image using the slice related information of the texture image without separately determining slice related information of the current depth image. can do.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may refer to slice related information of the texture image, along with first information indicating that the current slice is a depth image, and indicate whether to determine slice related information of the depth image.
  • a slice header including information may be generated.
  • the 3D video encoding apparatus 10 includes fourth information indicating whether to determine slice related information of the depth image in the slice header, the slice related information overlapping between the depth image and the texture image may be sliced in the depth image. May not be included in the header.
  • the slice related information that may be referred to from the slice header of the texture image may be determined by reference picture selection (RPS) of the depth image. It may include at least one of information indicating a DPB (Decoded Picture Buffer) state, a reference index, and a slice quantization parameter (QP) difference value.
  • RPS reference picture selection
  • DPB Decoded Picture Buffer
  • QP slice quantization parameter
  • the 3D video encoding apparatus 10 does not refer to slice related information of a texture image when encoding a depth image
  • information indicating a DPB state of the RPS is referred to for a current slice that is a depth image.
  • a slice header further including at least one of an index and a slice QP difference value may be generated.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may encode a texture image and a depth image using coding units having a tree structure.
  • the texture image and the depth image according to an embodiment may be spatially divided into maximum coding units, and each maximum coding unit may be divided into a plurality of coding units.
  • the maximum coding units are divided step by step, the depths of the coding units increase, and it may be determined whether the coding units of each depth are further divided independently of other coding units. Therefore, it may be determined whether each coding unit is divided into smaller coding units separately from an adjacent coding unit.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may output encoded symbols determined by coding units that are no longer divided.
  • the slice header may be output together with the finally determined encoding information.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may transmit a bitstream including encoded symbols and a slice header.
  • the 3D video encoding apparatus 10 performs predictive encoding between the texture image and the depth image at the same time point.
  • the operation principle of the 3D video encoding apparatus 10 may be applicable to the case of predictive encoding between a base view image and an additional view image.
  • fifth information indicating whether or not the current video is an additional view image sixth information indicating whether or not the current video is encoded using a base view video encoded first, and the current video is an additional view video.
  • 16A is a block diagram of the 3D video decoding apparatus 20 according to an embodiment.
  • the 3D video decoding apparatus 20 includes a 3D image reference parser 22 and a decoder 24.
  • the 3D video decoding apparatus 20 receives a bitstream including symbols in which a 3D image is encoded.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse the slice header and the encoded symbols of the slice from the received bitstream.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse information about inter-layer prediction for a current slice, that is, information about a prediction relationship between a texture image and a depth image, from a slice header.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may decode the texture image and the depth image using coding units having a tree structure.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse encoded symbols determined in a coding unit that is no longer split. From the slice header, encoded symbols may be parsed.
  • the 3D image reference parser 22 may determine whether the current slice is a depth image among the texture image and the depth image of the 3D image at the same time, based on the information parsed from the slice header.
  • the 3D image reference parser 22 may determine whether to decode the depth image using the texture image decoded before the current slice.
  • the 3D image reference parser 22 may determine whether to decode the texture image using the decoded depth image before the current slice.
  • the decoder 24 may decode the texture image and the depth image based on the usage relationship between the texture image and the depth image determined by the 3D image reference parser 22.
  • 16B is a flowchart of a 3D video decoding method, according to an embodiment. An embodiment of the 3D video decoding method of the 3D video decoding apparatus 20 described above with reference to FIG. 16A is described in detail.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may decode the texture image and the depth image using coding units having a tree structure.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse encoded symbols determined in a coding unit that is no longer split. From the slice header, encoded symbols may be parsed.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may determine whether the current slice is a depth image among the texture image and the depth image of the 3D image at the same view.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse first information indicating whether the current slice is a depth image from a slice header for the current slice. If the current slice is determined as the depth image based on the first information, the process proceeds to step 23, and if it is determined that the current slice is not the depth image, the process may proceed to step 25.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may determine whether to decode the depth image using the texture image decoded before the current slice.
  • step 23 the 3D video decoding apparatus 20 may decode the depth image using a texture image decoded first from a slice header for the current slice. Second information indicating whether to decode may be further parsed.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may determine whether to decode the texture image using the depth image decoded before the current slice.
  • step 25 the 3D video decoding apparatus 20 uses the depth image decoded first from the slice header for the current slice. Third information indicating whether to decode the texture image may be further parsed.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may decode the texture image and the depth image based on the utilization relationship between the texture image and the depth image determined in operation 23 or 25.
  • the 3D video decoding apparatus 20 first decodes the depth image using the decoded texture image. can do.
  • step 27 the 3D video decoding apparatus 20 independently of the texture image, the current depth image.
  • the depth image may be decoded using the parsed encoding symbols.
  • step 27 the 3D video decoding apparatus 20 first decodes the texture image using the decoded depth image. can do.
  • the 3D video decoding apparatus 20 performs the current texture image independently of the depth image in step 27.
  • the texture image may be decoded using parsed encoding symbols.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse fourth information indicating whether slice related information of a depth image is determined by referring to slice related information of a texture image from a slice header.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse the fourth information from the slice header and determine whether to determine slice related information of the depth image by referring to slice related information of the texture image. In this case, the 3D video decoding apparatus 20 may decode the depth image using slice related information of the texture image according to the determination based on the fourth information.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may read, based on the third information, not to refer to slice related information of the texture image for slice decoding of the depth image. In this case, in step 27, the 3D video decoding apparatus 20 determines from the slice header for the current slice the 3D video decoding apparatus 20 from the slice header, information indicating the DPB state of the RPS of the depth image, the reference index. At least one of the slice QP difference values may be parsed.
  • FIG. 17 illustrates the syntax of a slice header 30 according to one embodiment.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may generate, for each slice, a slice header including encoding related information commonly used for blocks in the current slice when encoding the current slice.
  • the 3D video encoding apparatus 20 may transmit a slice header in the form of a bitstream together with encoding symbols generated by encoding the slice.
  • the slice header 30 encodes a three-dimensional video for each viewpoint image by view, and divides each viewpoint image into a texture image and a depth image, and encodes and predicts each other between the texture image and the depth image.
  • Slice header for Multiview plus Depth) format Therefore, the slice header 30 stores encoding related information necessary for decoding the current slice through inter prediction of the texture image and the depth image.
  • the 3D video encoding apparatus 10 includes the information 'depth_flag' 31 indicating whether the current slice is a depth image in the slice header 30.
  • the slice header 30 may include information 'short_slice_header_flag' 32 indicating whether the slice header of the current depth image refers to the slice header of the texture image at the same time.
  • the information may include information 'texture_to_depth_dependent_flag' 33 indicating whether the current depth image is encoded by using the encoding symbol of the texture image of the same view encoded before the current depth image.
  • the slice header 30 indicates whether to encode the current texture image using a coded symbol of a depth image of the same view coded before the current texture image.
  • the information 'depth_to_texture_dependent_flag' 34 may be included.
  • the slice header 30 includes information 'dependent_slice_flag' 35 indicating whether the current slice is a dependent slice.
  • the slice header 30 may include encoding related information 37 directly set for the current slice which is a depth image.
  • the slice header 30 may include information 'colour_plane_id' indicating whether the current slice is a Y plane, a Cr plane, or a Cb plane among color planes, and an IDR picture number when the current slice is an Instantaneous Decoding Refresh (IDR) image.
  • IDR Instantaneous Decoding Refresh
  • the slice header 30 may further include difference value information 'slice_qp_depta' 39 of the quantization parameter QP for quantization of the current slice.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may receive a bitstream and parse slice headers and encoded symbols for each slice.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may read encoding related information to be commonly used for blocks within the current slice from the slice header 30 and use the same to decode the current slice.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse the 'depth_flag' 31 from the slice header 30 and determine whether the current slice is a depth image.
  • the 3D video decoding apparatus 20 parses the 'short_slice_header_flag' 32 from the slice header 30 so that the slice header of the current depth image is the same. It may be determined whether to refer to the slice header of the texture image.
  • the 3D video decoding apparatus 20 parses the 'texture_to_depth_dependent_flag' 33 from the slice header 30 and decodes it earlier than the current depth image. It is possible to determine whether to decode the current depth image using the encoded symbol of the texture image at the same time.
  • the 3D video decoding apparatus 20 does not need to parse the 'short_slice_header_flag' 32 and the 'texture_to_depth_dependent_flag' 33.
  • the 3D video decoding apparatus 20 parses the 'depth_to_texture_dependent_flag' 34 from the slice header 30 and decodes it earlier than the current texture image. It may be determined whether the current texture image is encoded using the encoded symbol of the depth image at the same time.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse the 'dependent_slice_flag' 35 from the slice header 30 to determine whether the current slice is a dependent slice.
  • the dimensional video decoding apparatus 20 may parse encoding information 37 directly set for the current slice, which is a depth image, from the slice header 30. For example, the 3D video decoding apparatus 20 may parse 'colour_plane_id' from the slice header 30 to determine whether the current slice is a Y plane, a Cr plane, or a Cb plane among color planes. Also, 'idr_pic_id', 'no_output_of_prior_pics_flag', 'pic_order_cnt_lsb', and the like may be parsed from the slice header 30.
  • IDR picture number information may be read when the current slice is an IDR image from 'idr_pic_id'.
  • the number of previously decoded images stored in the decoded picture buffer may be read from 'no_output_of_prior_pics_flag'. From 'pic_order_cnt_lsb', the number of reference pictures stored in the decoded picture buffer can be read.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may parse the 'slice_qp_depta' 39 from the slice header 30 and read difference value information of a quantization parameter for quantization of the current slice.
  • the 3D video decoding apparatus 20 does not need to parse slice related information from the slice header 30, and thus the slice of the independent slice that precedes the current slice.
  • the current slice may be decoded using the slice related information included in the slice header.
  • the 'short_slice_header_flag' 32 indicates that the slice header of the current depth image refers to the slice header of the texture image at the same time, the 3D video decoding apparatus 20 obtains slice related information from the slice header 30. Rather than parsing, the current slice may be decoded using the slice related information included in the slice header of the texture image that precedes the current slice.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may decode the current slice based on an encoding mode read from various slice related information parsed from the slice header 30.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may include The current depth image may be decoded using the encoded symbol of the texture image.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may include a texture image. Independently, the current depth image may be decoded.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may determine the depth of the depth image.
  • the current texture image may be decoded using the encoded symbol.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may include a depth image. Independently, the current texture image can be decoded.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may include various pieces of slice related information read from the slice header 30 or inferred from the slice header of a previous texture image, for example, 'colour_plane_id' 'idr_pic_id', ' no_output_of_prior_pics_flag ',' pic_order_cnt_lsb ', and' slice_qp_depta '39 can be used to decode the current slice.
  • the 3D video encoding apparatus 10 encodes a texture image and a depth image of a 3D video, and encodes each picture, every slice, and every block of the 3D video.
  • the encoded symbols may be transmitted in the form of a bitstream including information about the encoding mode and the encoding mode.
  • the bitstream may include encoding mode information used in each block on a block basis and symbols generated as a result of encoding.
  • a sequence parameter set (SPS) is stored for each picture sequence that includes default encoding related information used in the current sequence, and a PPS (Picture) containing default encoding related information used in the current picture for each picture is transmitted. Parameter Set) is transmitted. In addition, a slice header including default encoding related information used in the current slice is transmitted for each slice.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may be a depth image that refers to a texture image from which a current slice is first decoded in a slice header when a texture image and a depth image of the same view are mutually referred to and encoded.
  • the 3D image reference information indicating whether the texture image refers to the decoded depth image may be included. Accordingly, the 3D video decoding apparatus 20 may decode the rest of the image by referring to the texture image or the depth image at the same time, accurately and efficiently, using the 3D image reference information parsed from the slice header.
  • the slice header is transmitted every slice, a considerable amount of data is required for the transmission of the slice header. Accordingly, when the 3D video encoding apparatus 10 according to an embodiment encodes the texture image and the depth image at the same time by mutually referencing, the overlapping information in the slice header of the depth image and the slice header of the texture image may be , A slice header of the depth image may be omitted.
  • the 3D video decoding apparatus 20 may use the slice header. From the slice header reference information parsed from, it may be determined whether to refer to the slice header of the texture image in order to reconstruct the slice header of the depth image. Therefore, the slice header of the texture image or the depth image at the same time can be restored accurately and efficiently.
  • the 3D video encoding apparatus 10 may use luma related encoding information as it is as chroma related encoding mode information for encoding a chroma component of a current slice which is a depth image. Therefore, the slice header of the depth image may not include chroma related syntax. In this case, when the 3D video decoding apparatus 10 according to another embodiment fails to parse the chroma related syntax from the chroma header of the chroma component, the 3D video decoding apparatus 10 uses the syntax contained in the slice header of the luma component to determine the chroma component. Symbols may also be decoded.
  • FIG. 17 illustrates information 'depth_flag' 31 indicating whether or not a current slice is a depth image through the slice header 30 and information indicating whether to decode the current depth image using a symbol of a decoded texture image.
  • 'texture_to_depth_dependent_flag' 32 and information 'depth_to_texture_dependent_flag' 33 indicating whether to decode the current texture image using the symbol of the decoded depth image is signaled above has been described above.
  • information indicating whether the current slice is a depth image may be signaled for each SPS, PPS, or NAL unit header.
  • the SPS may signal information indicating whether the current picture sequence is a sequence of depth images.
  • the PPS may signal information indicating whether the current picture is a depth image.
  • the NAL unit header may signal information indicating whether the current NAL unit is a depth image.
  • indicating whether the current texture slice / depth slice uses a coded symbol of a previously decoded depth slice / texture slice at the same point in time may be signaled for each SPS, PPS, adaptation parameter set (APS), access unit delimiter (AUD), or supplemental enhancement information (SEI) message.
  • the SPS may signal information indicating whether the current texture picture sequence / depth picture sequence uses encoded symbols of a previously decoded depth picture sequence / texture picture sequence at the same time.
  • the PPS may signal information indicating whether the current texture picture / depth picture uses coded symbols of a previously decoded depth picture / texture picture at the same point in time.
  • the AUD may signal information indicating whether the current texture access unit / depth access unit uses encoded symbols of the previously decoded depth access unit / texture access unit at the same time.
  • the prediction encoding is performed between the base view image and the additional view image to indicate whether the current slice is an additional view image, information indicating whether the additional view image is decoded using the encoding symbol of the base view image, and the addition.
  • Information indicating whether to decode the base view image using the encoded symbol of the view image, information indicating whether to restore the slice header of the additional view image with reference to the slice header of the base view image and the like to be signaled It may be.
  • the multi-view video encoding method, the multi-view video decoding method, or the video encoding method according to the multi-view video encoding method described above with reference to FIGS. 1 to 17 is collectively referred to as the "video encoding method of the present invention".
  • the video decoding method according to the multi-view video decoding method or the multi-view video decoding method described above with reference to FIGS. 1 to 17 is referred to as the video decoding method of the present invention.
  • the video encoding apparatus composed of the inter-layer encoding apparatus 10, the video encoding apparatus 100, or the image encoding unit 400 of the multi-view video described above with reference to FIGS. 1 to 17 may be referred to as “video of the present invention. Collectively referred to as an 'encoding device'.
  • the video decoding apparatus including the multi-view video decoding apparatus 20, the video decoding apparatus 200, or the image decoding unit 500 described above with reference to FIGS. 1 to 17 may be referred to as the video decoding apparatus of the present invention.
  • a computer-readable storage medium in which a program is stored according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.
  • the disk 26000 described above as a storage medium may be a hard drive, a CD-ROM disk, a Blu-ray disk, or a DVD disk.
  • the disk 26000 is composed of a plurality of concentric tracks tr, and the tracks are divided into a predetermined number of sectors Se in the circumferential direction.
  • a program for implementing the above-described quantization parameter determination method, video encoding method, and video decoding method may be allocated and stored in a specific region of the disc 26000 which stores the program according to the above-described embodiment.
  • a computer system achieved using a storage medium storing a program for implementing the above-described video encoding method and video decoding method will be described below with reference to FIG. 19.
  • the computer system 26700 may store a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method of the present invention on the disc 26000 using the disc drive 26800.
  • the program may be read from the disk 26000 by the disk drive 26800, and the program may be transferred to the computer system 26700.
  • a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method may be stored in a memory card, a ROM cassette, and a solid state drive (SSD). .
  • the service area of the communication system is divided into cells of a predetermined size, and wireless base stations 11700, 11800, 11900, and 12000 that serve as base stations are installed in each cell.
  • the content supply system 11000 includes a plurality of independent devices.
  • independent devices such as a computer 12100, a personal digital assistant (PDA) 12200, a camera 12300, and a mobile phone 12500 may be an Internet service provider 11200, a communication network 11400, and a wireless base station. 11700, 11800, 11900, and 12000 to connect to the Internet 11100.
  • PDA personal digital assistant
  • the content supply system 11000 is not limited to the structure shown in FIG. 20, and devices may be selectively connected.
  • the independent devices may be directly connected to the communication network 11400 without passing through the wireless base stations 11700, 11800, 11900, and 12000.
  • the video camera 12300 is an imaging device capable of capturing video images like a digital video camera.
  • the mobile phone 12500 is such as Personal Digital Communications (PDC), code division multiple access (CDMA), wideband code division multiple access (W-CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), and Personal Handyphone System (PHS). At least one communication scheme among various protocols may be adopted.
  • PDC Personal Digital Communications
  • CDMA code division multiple access
  • W-CDMA wideband code division multiple access
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • PHS Personal Handyphone System
  • the video camera 12300 may be connected to the streaming server 11300 through the wireless base station 11900 and the communication network 11400.
  • the streaming server 11300 may stream and transmit the content transmitted by the user using the video camera 12300 through real time broadcasting.
  • Content received from the video camera 12300 may be encoded by the video camera 12300 or the streaming server 11300.
  • Video data captured by the video camera 12300 may be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100.
  • Video data captured by the camera 12600 may also be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100.
  • the camera 12600 is an imaging device capable of capturing both still and video images, like a digital camera.
  • Video data received from the camera 12600 may be encoded by the camera 12600 or the computer 12100.
  • Software for video encoding and decoding may be stored in a computer readable recording medium such as a CD-ROM disk, a floppy disk, a hard disk drive, an SSD, or a memory card that the computer 12100 may access.
  • video data may be received from the mobile phone 12500.
  • the video data may be encoded by a large scale integrated circuit (LSI) system installed in the video camera 12300, the mobile phone 12500, or the camera 12600.
  • LSI large scale integrated circuit
  • a user is recorded using a video camera 12300, a camera 12600, a mobile phone 12500, or another imaging device.
  • the content is encoded and sent to the streaming server 11300.
  • the streaming server 11300 may stream and transmit content data to other clients who have requested the content data.
  • the clients are devices capable of decoding the encoded content data, and may be, for example, a computer 12100, a PDA 12200, a video camera 12300, or a mobile phone 12500.
  • the content supply system 11000 allows clients to receive and play encoded content data.
  • the content supply system 11000 enables clients to receive and decode and reproduce encoded content data in real time, thereby enabling personal broadcasting.
  • the video encoding apparatus and the video decoding apparatus of the present invention may be applied to encoding and decoding operations of independent devices included in the content supply system 11000.
  • the mobile phone 12500 is not limited in functionality and may be a smart phone that can change or expand a substantial portion of its functions through an application program.
  • the mobile phone 12500 includes a built-in antenna 12510 for exchanging RF signals with the wireless base station 12000, and displays images captured by the camera 1530 or images received and decoded by the antenna 12510. And a display screen 12520 such as an LCD (Liquid Crystal Display) and an OLED (Organic Light Emitting Diodes) screen for displaying.
  • the smartphone 12510 includes an operation panel 12540 including a control button and a touch panel. When the display screen 12520 is a touch screen, the operation panel 12540 further includes a touch sensing panel of the display screen 12520.
  • the smart phone 12510 includes a speaker 12580 or another type of audio output unit for outputting voice and sound, and a microphone 12550 or another type of audio input unit for inputting voice and sound.
  • the smartphone 12510 further includes a camera 1530 such as a CCD camera for capturing video and still images.
  • the smartphone 12510 may be a storage medium for storing encoded or decoded data, such as video or still images captured by the camera 1530, received by an e-mail, or obtained in another form. 12570); And a slot 12560 for mounting the storage medium 12570 to the mobile phone 12500.
  • the storage medium 12570 may be another type of flash memory such as an electrically erasable and programmable read only memory (EEPROM) embedded in an SD card or a plastic case.
  • EEPROM electrically erasable and programmable read only memory
  • FIG. 22 illustrates an internal structure of the mobile phone 12500.
  • the power supply circuit 12700 the operation input controller 12640, the image encoder 12720, and the camera interface (12630), LCD control unit (12620), image decoding unit (12690), multiplexer / demultiplexer (12680), recording / reading unit (12670), modulation / demodulation (modulation / demodulation) unit 12660 and
  • the sound processor 12650 is connected to the central controller 12710 through the synchronization bus 1730.
  • the power supply circuit 12700 supplies power to each part of the mobile phone 12500 from the battery pack, thereby causing the mobile phone 12500 to operate. Can be set to an operating mode.
  • the central controller 12710 includes a CPU, a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM).
  • the digital signal is generated in the mobile phone 12500 under the control of the central controller 12710, for example, the digital sound signal is generated in the sound processor 12650.
  • the image encoder 12720 may generate a digital image signal, and text data of the message may be generated through the operation panel 12540 and the operation input controller 12640.
  • the modulator / demodulator 12660 modulates a frequency band of the digital signal, and the communication circuit 12610 is a band-modulated digital signal. Digital-to-analog conversion and frequency conversion are performed on the acoustic signal.
  • the transmission signal output from the communication circuit 12610 may be transmitted to the voice communication base station or the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the sound signal acquired by the microphone 12550 is converted into a digital sound signal by the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710.
  • the generated digital sound signal may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the text data of the message is input using the operation panel 12540, and the text data is transmitted to the central controller 12610 through the operation input controller 12640.
  • the text data is converted into a transmission signal through the modulator / demodulator 12660 and the communication circuit 12610, and transmitted to the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the image data photographed by the camera 1530 is provided to the image encoder 12720 through the camera interface 12630.
  • the image data photographed by the camera 1252 may be directly displayed on the display screen 12520 through the camera interface 12630 and the LCD controller 12620.
  • the structure of the image encoder 12720 may correspond to the structure of the video encoding apparatus as described above.
  • the image encoder 12720 encodes the image data provided from the camera 1252 according to the video encoding method of the present invention described above, converts the image data into compression-encoded image data, and multiplexes / demultiplexes the encoded image data. (12680).
  • the sound signal obtained by the microphone 12550 of the mobile phone 12500 is also converted into digital sound data through the sound processor 12650 during recording of the camera 1250, and the digital sound data is converted into the multiplex / demultiplexer 12680. Can be delivered.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 multiplexes the encoded image data provided from the image encoder 12720 together with the acoustic data provided from the sound processor 12650.
  • the multiplexed data may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the signal received through the antenna converts the digital signal through a frequency recovery (Analog-Digital conversion) process .
  • the modulator / demodulator 12660 demodulates the frequency band of the digital signal.
  • the band demodulated digital signal is transmitted to the video decoder 12690, the sound processor 12650, or the LCD controller 12620 according to the type.
  • the mobile phone 12500 When the mobile phone 12500 is in the call mode, the mobile phone 12500 amplifies a signal received through the antenna 12510 and generates a digital sound signal through frequency conversion and analog-to-digital conversion processing.
  • the received digital sound signal is converted into an analog sound signal through the modulator / demodulator 12660 and the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710, and the analog sound signal is output through the speaker 12580. .
  • a signal received from the radio base station 12000 via the antenna 12510 is converted into multiplexed data as a result of the processing of the modulator / demodulator 12660.
  • the output and multiplexed data is transmitted to the multiplexer / demultiplexer 12680.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 demultiplexes the multiplexed data to separate the encoded video data stream and the encoded audio data stream.
  • the encoded video data stream is provided to the video decoder 12690, and the encoded audio data stream is provided to the sound processor 12650.
  • the structure of the image decoder 12690 may correspond to the structure of the video decoding apparatus as described above.
  • the image decoder 12690 generates the reconstructed video data by decoding the encoded video data by using the video decoding method of the present invention described above, and displays the reconstructed video data through the LCD control unit 12420 through the display screen 12520. ) Can be restored video data.
  • video data of a video file accessed from a website of the Internet may be displayed on the display screen 12520.
  • the sound processor 12650 may also convert audio data into an analog sound signal and provide the analog sound signal to the speaker 12580. Accordingly, audio data contained in a video file accessed from a website of the Internet can also be reproduced in the speaker 12580.
  • the mobile phone 12500 or another type of communication terminal is a transmitting / receiving terminal including both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus of the present invention, a transmitting terminal including only the video encoding apparatus of the present invention described above, or the video decoding apparatus of the present invention. It may be a receiving terminal including only.
  • FIG. 23 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention.
  • the digital broadcasting system according to the embodiment of FIG. 23 may receive a digital broadcast transmitted through a satellite or terrestrial network using the video encoding apparatus and the video decoding apparatus.
  • the broadcast station 12890 transmits the video data stream to the communication satellite or the broadcast satellite 12900 through radio waves.
  • the broadcast satellite 12900 transmits a broadcast signal, and the broadcast signal is received by the antenna 12860 in the home to the satellite broadcast receiver.
  • the encoded video stream may be decoded and played back by the TV receiver 12610, set-top box 12870, or other device.
  • the playback device 12230 can read and decode the encoded video stream recorded on the storage medium 12020 such as a disk and a memory card.
  • the reconstructed video signal may thus be reproduced in the monitor 12840, for example.
  • the video decoding apparatus of the present invention may also be mounted in the set-top box 12870 connected to the antenna 12860 for satellite / terrestrial broadcasting or the cable antenna 12850 for cable TV reception. Output data of the set-top box 12870 may also be reproduced by the TV monitor 12880.
  • the video decoding apparatus of the present invention may be mounted on the TV receiver 12810 instead of the set top box 12870.
  • An automobile 12920 with an appropriate antenna 12910 may receive signals from satellite 12800 or radio base station 11700.
  • the decoded video may be played on the display screen of the car navigation system 12930 mounted on the car 12920.
  • the video signal may be encoded by the video encoding apparatus of the present invention and recorded and stored in a storage medium.
  • the video signal may be stored in the DVD disk 12960 by the DVD recorder, or the video signal may be stored in the hard disk by the hard disk recorder 12950.
  • the video signal may be stored in the SD card 12970. If the hard disk recorder 12950 includes the video decoding apparatus of the present invention according to an embodiment, the video signal recorded on the DVD disk 12960, the SD card 12970, or another type of storage medium is output from the monitor 12880. Can be recycled.
  • the vehicle navigation system 12930 may not include the camera 1530, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 20.
  • the computer 12100 and the TV receiver 12610 may not include the camera 1250, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 20.
  • FIG. 24 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to an embodiment of the present invention.
  • the cloud computing system of the present invention may include a cloud computing server 14100, a user DB 14100, a computing resource 14200, and a user terminal.
  • the cloud computing system provides an on demand outsourcing service of computing resources through an information communication network such as the Internet at the request of a user terminal.
  • service providers integrate the computing resources of data centers located in different physical locations into virtualization technology to provide users with the services they need.
  • the service user does not install and use computing resources such as application, storage, operating system, and security in each user's own terminal, but services in virtual space created through virtualization technology. You can choose as many times as you want.
  • a user terminal of a specific service user accesses the cloud computing server 14100 through an information communication network including the Internet and a mobile communication network.
  • the user terminals may be provided with a cloud computing service, particularly a video playback service, from the cloud computing server 14100.
  • the user terminal may be any electronic device capable of accessing the Internet, such as a desktop PC 14300, a smart TV 14400, a smartphone 14500, a notebook 14600, a portable multimedia player (PMP) 14700, a tablet PC 14800, and the like. It can be a device.
  • the cloud computing server 14100 may integrate and provide a plurality of computing resources 14200 distributed in a cloud network to a user terminal.
  • the plurality of computing resources 14200 include various data services and may include data uploaded from a user terminal.
  • the cloud computing server 14100 integrates a video database distributed in various places into a virtualization technology to provide a service required by a user terminal.
  • the user DB 14100 stores user information subscribed to a cloud computing service.
  • the user information may include login information and personal credit information such as an address and a name.
  • the user information may include an index of the video.
  • the index may include a list of videos that have been played, a list of videos being played, and a stop time of the videos being played.
  • Information about a video stored in the user DB 14100 may be shared among user devices.
  • the playback history of the predetermined video service is stored in the user DB 14100.
  • the cloud computing server 14100 searches for and plays a predetermined video service with reference to the user DB 14100.
  • the smartphone 14500 receives the video data stream through the cloud computing server 14100, the operation of decoding the video data stream and playing the video may be performed by the operation of the mobile phone 12500 described above with reference to FIG. 20. similar.
  • the cloud computing server 14100 may refer to a playback history of a predetermined video service stored in the user DB 14100. For example, the cloud computing server 14100 receives a playback request for a video stored in the user DB 14100 from a user terminal. If the video was being played before, the cloud computing server 14100 may have a streaming method different depending on whether the video is played from the beginning or from the previous stop point according to the user terminal selection. For example, when the user terminal requests to play from the beginning, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the first frame. On the other hand, if the terminal requests to continue playing from the previous stop point, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the frame at the stop point.
  • the user terminal may include the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1 to 17.
  • the user terminal may include the video encoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1 to 23.
  • the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus of the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 17.
  • FIGS. 18 to 24 have been described above with reference to FIGS. 1 to 17, in which the video encoding method and the video decoding method, the video encoding apparatus, and the video decoding apparatus of the present invention are utilized.
  • various embodiments in which the video encoding method and the video decoding method of the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 17 are stored in a storage medium or the video encoding apparatus and the video decoding apparatus of the present invention are implemented in a device are illustrated in FIGS. 18 to 17. It is not limited to the embodiments of FIG. 24.
  • the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

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Abstract

본 발명은, 3차원 비디오 중 단일시점 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간에 예측 부호화하고 예측 복호화하는 방법을 개시한다. 본 발명은, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 뎁스 영상인지 결정하거. 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에, 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하고, 현재 슬라이스가 텍스처 영상인 경우에, 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정하고 결정된 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 텍스처 영상과 뎁스 영상을 부호화하느 3차원 비디오 부호화 장치를 포함한다.

Description

슬라이스 헤더를 이용하는 3차원 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 3차원 비디오 복호화 방법 및 그 장치
본 발명은 단일시점 영상을 텍스처 영상 및 뎁스 영상으로 분리하여 부호화 및 복호화하는 3차원 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것이다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.
주파수 변환을 이용하여 공간 영역의 영상 데이터는 주파수 영역의 계수들로 변환된다. 비디오 코덱은, 주파수 변환의 빠른 연산을 위해 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 블록마다 DCT 변환을 수행하여, 블록 단위의 주파수 계수들을 부호화한다. 공간 영역의 영상 데이터에 비해 주파수 영역의 계수들이, 압축하기 쉬운 형태를 가진다. 특히 비디오 코덱의 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 공간 영역의 영상 화소값은 예측 오차로 표현되므로, 예측 오차에 대해 주파수 변환이 수행되면 많은 데이터가 0으로 변환될 수 있다. 비디오 코덱은 연속적으로 반복적으로 발생하는 데이터를 작은 크기의 데이터로 치환함으로써, 데이터량을 절감하고 있다.
또한, 다양한 시점에서 촬영된 비디오에 대한 요구가 증가하는 가운데, 시점의 개수만큼 증가하는 비디오의 데이터량이 문제된다. 이에 따라, 다시점 비디오를 효과적으로 부호화하기 위한 노력이 계속되고 있다.
본 발명은, 3차원 비디오 중 단일시점 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간에 예측 부호화하고 예측 복호화하는 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 비디오를 부호화하는 방법은, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하는 단계; 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계; 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 부호화하는 단계를 포함한다.
동일시점의 텍스처 영상 및 뎁스 영상이 상호 참조하여 부호화되는 경우에, 본 발명에 따른 슬라이스 헤더에 현재 슬라이스가 먼저 복호화된 텍스처 영상을 참조하는 뎁스 영상인지, 아니면 먼저 복호화된 뎁스 영상을 참조하는 텍스처 영상인지 여부를 나타내는 3차원 영상 참조 정보가 수록될 수 있다. 이에 따라 슬라이스 헤더를 이용하여, 현재 슬라이스에서 동일시점의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간의 참조 관계가 정확하게 파악될 수 있으므로, 효율적으로 텍스처 영상 및 뎁스 영상이 복호화될 수 있다.
특히, 일시점의 텍스처 영상 및 뎁스 영상이 상호 참조하여 부호화되는 경우에, 뎁스 영상의 슬라이스 헤더와 텍스처 영상의 슬라이스 헤더에서 중복되는 정보는, 뎁스 영상의 슬라이스 헤더에서 생략되므로, 슬라이스 헤더를 감소하기 위한 전송량이 감소되고, 슬라이스 헤더를 판독하기 위한 파싱 프로세스가 축소될 수 있다.
도 1 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14 은 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측을 통한 3차원 부호화 시스템의 블록도를 도시한다.
도 15a 은 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 15b 는 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 16a 은 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 16b 는 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 17 는 일 실시예에 따른 슬라이스 헤더의 신택스를 도시한다.
도 18 은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 19 는 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 20 은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 21 및 22은, 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 23 은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 24 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 비디오를 부호화하는 방법은, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하는 단계; 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계; 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 부호화하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 상기 부호화 단계는, 상기 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에, 상기 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 3차원 비디오 부호화 방법은, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화함을 나타내는 제2 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 부호화 단계는, 상기 현재 슬라이스가 텍스처 영상인 경우에, 상기 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 3차원 비디오 부호화 방법은, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상이 아님을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화함을 나타내는 제3 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성하는 단계를 더 포함할 수 이TEk.
일 실시예에 따라 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 부호화하는 단계는, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 상기 슬라이스 헤더를 생성하는 단계는, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 나타내는 제4 정보를 더 포함하는 상기 슬라이스 헤더를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 비디오를 복호화하는 방법은, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하는 단계; 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 단계; 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 복호화하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 상기 3차원 비디오 복호화 방법은, 상기 현재 슬라이스를 위한 슬라이스 헤더로부터, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화함을 나타내는 제2 정보를 파싱하는 단계를 더 포함하고, 상기 복호화 단계는, 상기 제1 정보에 기초하여 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임이 판독되는 경우에, 상기 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 3차원 비디오 복호화 방법은, 상기 슬라이스 헤더로부터, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상이 아님을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화함을 나타내는 제3 정보를 파싱하는 단계를 더 포함하고, 상기 복호화 단계는, 상기 제1 정보에 기초하여 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상임이 판독되는 경우에, 상기 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 제1 정보에 기초하여 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임이 판독된 경우에, 상기 제2 정보를 파싱하는 단계는, 상기 슬라이스 헤더로부터, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 나타내는 제4 정보를 파싱하는 단계를 포함하고, 상기 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 제4 정보에 기초하여, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 복호화하는 단계는, 상기 제4 정보에 기초한 결정에 따라, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치는, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 3차원 영상 참조 결정부; 및 상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 부호화하는 부호화부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치는, 슬라이스 헤더로부터 파싱된 정보에 기초하여, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 3차원 영상 참조 파싱부; 및 상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 복호화하는 복호화부를 포함한다.
본 발명은, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제안한다. 본 발명은, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제안한다.
이하 도 1 내지 도 13을 참조하여, 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다. 또한, 도 14 내지 도 17을 참조하여, 일 실시예에 따라 3차원 비디오 부호화 기법 및 3차원 비디오 복호화 기법이 개시된다. 또한, 도 18 내지 도 24을 참조하여, 일 실시예에 따른 따라 3차원 비디오 부호화 방법, 3차원 비디오 복호화 방법이 적용가능한 다양한 실시예들이 개시된다. 이하, '영상'은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 상술된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 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 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 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 3 내지 13을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 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 1 내지 6을 참조하여 전술한 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 단일방향예측 정보, 제4 슬라이스타입을 포함하는 슬라이스 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 7 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 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 7 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.
결국, 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
도 3 은 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 4 는 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 오프셋 조정부(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 오프셋 조정부(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 5 는 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 오프셋 조정부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 오프셋 조정부(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 오프셋 조정부(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 6 는 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 3인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
마지막으로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이다.
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 7 은 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 8 은 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 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 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 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인터 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 9 는 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 예측 부호화를 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 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(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 예측 부호화를 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 예측 부호화를 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 예측 부호화를 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 10, 11 및 12는 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 1은, 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 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 13 은 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.
도 13을 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
앞서 도 1 내지 13을 참조하여 상술한 트리 구조의 부호화 단위들을 포함하는 최대부호화단위는, 코딩 블록 트리(Coding Block Tree), 블록 트리, 루트 블록 트리(Root Block Tree), 코딩 트리, 코딩 루트 또는 트리 트렁크(Tree Trunk) 등으로 다양하게 명명되기도 한다.
이하, 도 14 내지 도 17을 참조하여, 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 3차원 비디오의 부호화 기법 및 3차원 비디오의 복호화 기법이 상술된다.
일 실시예에 따른 인터-레이어 부호화 방식에 따르면, 3차원 비디오가 다수의 레이어별로 분류하여 부호화된다. 3차원 비디오는 둘 이상의 시점별 영상들로 구성된다.
단일시점 영상은 텍스처 영상과 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 텍스처 영상은, YUV 컬러 성분별로 픽셀값이 수록된 영상일 수 있다. 뎁스 영상은, 영상의 뎁스 성분이 2차원 영상으로 표현한 형태의 영상일 수 있다.
즉, 기본시점 영상은 기본시점 텍스처 영상과 기본시점 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 제1 부가시점 영상은 제1 부가시점 텍스처 영상과 제1 부가시점 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 제2 부가시점 영상도 제2 부가시점 텍스처 영상과 제2 부가시점 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의상 '기본시점 영상' 또는 '부가시점 영상'이라 지칭하는 경우에, '기본시점 텍스처 영상 및/또는 기본시점 뎁스 영상' 또는 '부가시점 텍스처 영상 및/또는 부가시점 뎁스 영상'을 의미함을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 동일 시점의 비디오라도 텍스처 영상과 뎁스 영상은 서로 다른 레이어로 분류되어 부호화될 수 있다. 일 실시예에 따라, 다수 레이어들로 분류된 영상들 중에서 기본 레이어 영상이 부호화된다. 기본시점 영상의 텍스처 영상과 뎁스 영상은 서로 다른 레이어로 분류될 수 있다. 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상 중 하나가 기본 레이어 영상으로서 부호화될 수 있다. 나머지 영상은 부가 레이어 영상으로서 부호화될 수 있다.
전술할 3차원 비디오의 인터-레이어 부호화 장치에 따르면, 앞서 도 1 내지 13을 참조하여 전술한 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 기본 레이어 영상이 부호화될 수 있다. 즉, 기본 레이어 영상이 최대 부호화 단위들로 분할하고, 각각의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서, 분할이 완료된 부호화 단위들을 기초로, 부호화 모드를 결정하고 부호화된 데이터를 출력할 수 다.
일 실시예에 따라, 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상 중 하나인 기본 레이어 영상을 부호화하여 생성된 부호화 정보를 참조하여, 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상 중 나머지 영상이 부호화될 수 있다.
기본시점 텍스처 영상과 기본시점 뎁스 영상의 부호화 순서는 상호 변경될 수 있으며, 기본시점 텍스처 영상과 기본시점 뎁스 영상 중에서 먼저 부호화된 영상이 기본 레이어 영상으로서 채택될 수 있다. 기본 레이어로 채택된 영상의 부호화 정보에 기초하여 나머지 영상이 예측 부호화될 수 있다.
앞서 도 1 내지 13을 참조하여 전술한바와 같이, 비디오의 영상이 공간적으로 분할되어 최대 부호화 단위들이 형성되고, 각각의 최대 부호화 단위는 복수의 부호화 단위들로 분할될 수 있다. 각각의 부호화 단위가 더 작은 부호화 단위로 분할될지 여부가 결정될 때, 부호화 단위마다 개별적으로 결정되며, 인접하는 부호화 단위와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 다수 레이어들로 분류된 영상들 중 기본 레이어 영상의 부호화 심볼을 참조하여 부가 레이어 영상이 부호화될 수 있다.
부가 레이어의 개수는 복수일 수 있다. 부가 레이어 영상은, 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상 중에서 기본 레이어 영상으로서 부호화되지 않은 나머지 포함할 수 있다. 부가 레이어 영상은, 부가시점 영상의 YUV 텍스처 영상과 뎁스 맵 영상을 포함할 수 있다. 부가시점도 하나 이상일 수 있다. 각 부가시점 영상들은 서로 다른 레이어로 분류될 수 있다. 동일한 부가시점 영상이라도 텍스처 영상과 뎁스 영상은 다른 레이어로 분류될 수 있다.
부가 레이어 영상의 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 부가 레이어 영상이 부호화된 데이터가 출력될 수 있다. 또한, 부가 레이어 영상의 부호화를 위해 기본시점 영상의 부호화 정보가 참조될 수도 있다.
일 실시예에 따라, 기본시점 텍스처 영상의 부호화 정보를 참조하여, 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 적어도 하나가 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따라, 기본시점 뎁스 영상의 부호화 정보를 참조하여, 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 적어도 하나가 부호화될 수 잇다.
또한, 일 실시예에 따라, 동일한 부가시점의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간에 예측 부호화를 수행할 수 있다. 먼저 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 하나가 부호화될 수 있다. 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 하나를 먼저 부호화하여 생성된 부호화 정보를 참조하며, 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 나머지 영상이 부호화될 수 있다. 이 경우에도, 부가시점 텍스처 영상과 부가시점 뎁스 영상의 부호화 순서는 상호 변경될 수 있으며, 부가시점 텍스처 영상과 부가시점 뎁스 영상 중에서 먼저 부호화된 영상의 부호화 정보에 기초하여 나머지 영상이 예측 부호화될 수 있다.
따라서, 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상, 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 중 적어도 하나를 부호화하여 생성된 부호화 정보를, 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중에서 나머지 영상을 예측 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따라, 기본 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값을 출력할 수 있다. 최대 부호화 단위별로, 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화를 수행하여 부호화된 데이터를 출력할 수 있다.
기본 레이어 영상이 기본시점 텍스처 영상 또는 기본시점 뎁스 영상이고, 부가 레이어 영상이 부가시점 텍스처 영상 또는 부가시점 뎁스 영상인 경우에는, 인터-레이어 예측이 곧 다른 시점 간의 인터-뷰 예측이 될 수 있다. 다만, 기본 레이어 영상이 소정시점 텍스처(뎁스) 영상이고, 부가 레이어 영상이 소정시점 뎁스(텍스처) 영상인 경우에는, 인터-레이어 예측이 동일 시점 간의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간의 예측일 수도 있다.
앞서 부호화 과정에 대해서만 기술하였지만, 복호화 과정에서도 마찬가지이다. 즉 기본 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값을 파싱하고, 이를 이용하여 부가 레이어 영상의 부호화 모드 및 예측값이 유도될 수 있다.
예를 들어, 기본 레이어 영상으로서 기본시점 텍스처 영상의 부호화 정보가 파싱되는 경우에, 기본시점 텍스처 영상의 파싱된 정보를 참조하여, 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 적어도 하나가 복호화될 수 있다.
일 실시예에 따라, 기본 레이어 영상으로서 기본시점 뎁스 영상의 부호화 정보가 파싱되는 경우에, 기본시점 뎁스 영상의 파싱된 정보를 참조하여, 부가시점 텍스처 영상 및 부가시점 뎁스 영상 중 적어도 하나가 복호화될 수 잇다.
이러한, 기본 레이어 영상과 부가 레이어 영상 간의 인터 레이어 예측에 따라 기본 레이어 영상과 부가 레이어 영상이 복원될 수 있다.
도 14 은 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측을 통한 3차원 부호화 시스템(1600)의 블록도를 도시한다.
인터-레이어 부호화 시스템(1600)은 기본 레이어 부호화단(1610)과 부가 레이어 부호화단(1660), 그리고 기본 레이어 부호화단(1610)와 부가 레이어 부호화단(1660) 간의 인터-레이어 예측단(1650)으로 구성된다.
다시점 비디오의 인터-레이어 부호화 기법은, 시점에 따라 그리고 텍스처 영상 및 뎁스 영상에 따라, 다계층의 레이어 영상들로 분류될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터-레이어 부호화 장치(1600)는, 다시점 비디오를 다수의 레이어별로 분류하여 부호화한다.
단일시점 영상은 텍스처 영상과 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 텍스처 영상은, YUV 컬러 성분별로 픽셀값이 수록된 영상일 수 있다. 뎁스 영상은, 영상의 뎁스 성분이 2차원 영상으로 표현한 형태의 영상일 수 있다.
즉, 기본시점 영상은 기본시점 텍스처 영상과 기본시점 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 제1 부가시점 영상은 제1 부가시점 텍스처 영상과 제1 부가시점 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 제2 부가시점 영상도 제2 부가시점 텍스처 영상과 제2 부가시점 뎁스 영상을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의상 '기본시점 영상' 또는 '부가시점 영상'이라 지칭하는 경우에, '기본시점 텍스처 영상 및/또는 기본시점 뎁스 영상' 또는 '부가시점 텍스처 영상 및/또는 부가시점 뎁스 영상'을 의미함을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 동일 시점의 비디오라도 텍스처 영상과 뎁스 영상은 서로 다른 레이어로 분류되어 부호화될 수 있다. 일 실시예에 따른 기본 레이어 부호화단(1610)는, 다수 레이어들로 분류된 영상들 중 기본 레이어 영상을 부호화한다. 기본시점 영상의 텍스처 영상과 뎁스 영상은 서로 다른 레이어로 분류될 수 있다. 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상 중 하나가 기본 레이어 영상으로서 부호화될 수 있다. 나머지 영상은 부가 레이어 영상으로서 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터-레이어 부호화 장치(1600)는, 앞서 도 1 내지 13을 참조하여 전술한 트리 구조의 부호화 단위들에 기초하여 기본 레이어 영상을 부호화할 수 있다. 즉, 기본 레이어 부호화단(1610)는, 기본 레이어 영상을 최대 부호화 단위들로 분할하고, 각각의 최대 부호화 단위가 계층적으로 분할된 부호화 단위들 중에서, 분할이 완료된 부호화 단위들을 기초로, 부호화 모드를 결정하고 부호화된 데이터를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 부가 레이어 부호화부(1660)는, 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상 중 하나인 기본 레이어 영상을 부호화하여 생성된 부호화 정보를 참조하여, 기본시점 텍스처 영상 및 기본시점 뎁스 영상 중 나머지 영상을 부호화할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 다시점 비디오의 인터-레이어 부호화 시스템(1600)이, 기본시점 텍스처 영상이 기본 레이어 영상으로, 기본시점 뎁스 영상, 부가시점 텍스처 영상 또는 부가시점 뎁스 영상이 부가 레이어 영상으로 구별되어 부호화하는 경우가 상술된다.
기본 레이어 부호화단(1610)는, 기본 레이어 영상 시퀀스를 입력받아 영상마다 부호화한다. 부가 레이어 부호화단(1660)은, 부가 레이어 영상 시퀀스를 입력받아 영상마다 부호화한다. 기본 레이어 부호화단(1610)과 부가 레이어 부호화단(1620)의 동작들 중에서 중복되는 동작은 동시에 후술한다.
블록 분할부(1618, 1668)를 통해 입력 영상(저해상도 영상, 고해상도 영상)은, 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위 등으로 분할된다. 블록 분할부(1618, 1668)로부터 출력된 부호화 단위의 부호화를 위해, 부호화 단위의 예측단위별로 인트라예측 또는 인터예측이 수행될 수 있다. 예측 스위치(1648, 1698)는, 예측단위의 예측모드가 인트라 예측모드 또는 인터 예측모드인지 여부에 따라, 움직임 보상부(1640, 1690)로부터 출력된 이전 복원영상을 참조하여 인터 예측이 수행되거나, 또는 인트라 예측부(1645, 1695)로부터 출력된 현재 입력 영상 내에서 현재 예측단위의 이웃 예측단위를 이용하여 인트라 예측이 수행될 수 있다. 인터 예측을 통해 예측단위별로 례지듀얼 정보가 생성될 수 있다.
부호화 단위의 예측단위별로, 예측단위와 주변영상 간의 레지듀얼 정보가 변환/양자화부(1620, 1670)에 입력된다. 변환/양자화부(1620, 1670)는, 부호화 단위의 변환단위를 기초로, 변환단위별로 변환 및 양자화를 수행하여 양자화된 변환계수를 출력할 수 있다.
스케일링/역변환부(1625, 1675)는, 다시 부호화 단위의 변환단위별로 양자화된 변환계수에 대해 스케일링 및 역변환을 수행하여 공간영역의 레지듀얼 정보를 생성할 수 있다. 예측 스위치(1648, 1698)에 의해 인터 모드로 제어되는 경우에, 레지듀얼 정보는 이전 복원영상 또는 이웃 예측단위와 합성됨으로써, 현재 예측단위를 포함하는 복원영상이 생성되고 현재 복원영상은 스토리지(1630, 1680)에 저장될 수 있다. 현재 복원영상은 다시 다음에 부호화되는 예측단위의 예측모드에 따라 인트라예측부(1645, 1695)/움직임보상부(1640, 1690)로 전달될 수 있다.
특히, 인터모드의 경우, 인루프필터링(In-Loop Filtering)부(1635, 1685)는, 스토리지(1630, 1680)에 저장된 복원영상에 대해, 부호화 단위별로 디블로킹 필터링, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터링 및 ALF 필터링(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나의 필터링을 수행할 수 있다. 부호화 단위 및 부호화 단위에 포함된 예측 단위 및 변환 단위 중 적어도 하나에 대해 디블로킹 필터링, SAO (Sample Adaptive Offset) 필터링 및 ALF 필터링(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나의 필터링이 수행될 수 있다.
디블로킹 필터링은 데이터 단위의 블록킹 현상을 완화시키기 위한 필터링이고, SAO 필터링은 데이터 부호화 및 복호화에 의해 변형되는 픽셀값을 보상하기 위한 필터링이고, ALF 필터링은 복원 영상과 원본 영상 간의 오차(Mean Squared Error; MSE)를 최소화하기 위한 필터링이다. 인루프필터링부(1635, 1685)에 의해 필터링된 데이터는, 예측 단위별로 움직임보상부(1640, 1690)에게 전달될 수 있다. 다시 블록분할부(1618, 1668)로부터 출력된, 다음 순서의 부호화 단위의 부호화를 위해, 움직임보상부(1640, 1690) 및 블록분할부(1618, 1668)가 출력한 현재 복원영상과 다음 부호화 단위 간의 레지듀얼 정보가 생성될 수 있다.
이러한 식으로, 입력 영상의 부호화 단위마다 전술한 부호화 동작이 반복될 수 있다.
또한, 인터레이어 예측을 위해 부가 레이어 부호화단(1660)은, 기본 레이어 부호화단(1610)의 스토리지(1630)에 저장된 복원영상을 참조할 수 있다. 기본 레이어 부호화단(1610)의 부호화 컨트롤부(1615)는 기본 레이어 부호화단(1610)의 스토리지(1630)를 제어하여, 기본 레이어 부호화단(1610)의 복원영상을 부가 레이어 부호화단(1660)에게 전달할 수 있다. 인터-레이어 예측단(1650)에서는, 인루프필터링부(1655)가 기본 레이어 부호화단(1610)의 스토리지(1610)로부터 출력된 기본 레이어 복원영상에 대해 디블로킹 필터링, SAO 필터링 및 ALF필터링 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 인터-레이어 예측단(1650)은, 기본 레이어와 부가 레이어의 영상 간에 해상도가 다른 경우에, 기본 레이어의 복원영상을 업샘플링하여 부가 레이어 부호화단(1660)으로 전달할 수 있다. 부가 레이어 부호화단(1660)의 스위치(1698)의 제어에 따라 인터-레이어 예측이 수행되는 경우에는, 인터-레이어 예측단(1650)을 통해 전달된 기본 레이어 복원영상을 참조하여 부가 레이어 영상의 인터-레이어 예측이 수행될 수도 있다.
영상의 부호화를 위해, 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위를 위한 각종 부호화 모드를 설정할 수 있다. 예를 들어, 부호화 단위에 대한 부호화 모드로서, 심도 또는 분할 정보(split flag) 등이 설정될 수 있다. 예측 단위에 대한 부호화 모드로서, 예측 모드, 파티션 타입, 인트라 방향 정보, 참조리스트 정보 등이 설정될 수 있다. 변환 단위에 대한 부호화 모드로서, 변환심도 또는 분할정보 등이 설정될 수 있다.
기본레이어 부호화단(1610)은, 부호화 단위를 위한 다양한 심도들, 예측 단위에 대한 다양한 예측모드들, 다양한 파티션 타입들, 다양한 인트라 방향들, 다양한 참조리스트들, 변환단위를 위한 다양한 변환심도를 각각 적용하여 부호화를 수행한 결과에 따라, 부호화 효율이 가장 높은 부호화심도, 예측모드, 파티션타입, 인트라 방향/참조리스트, 변환심도 등을 결정할 수 있다.
기본레이어 부호화단(1610)의 부호화 컨트롤부(1615)는, 각각 구성요소들의 동작에 다양한 부호화 모드들이 적절히 적용될 수 있도록 제어할 수 있다. 또한, 부호화 컨트롤부(1615)는, 부가레이어 부호화단(1660)의 다시점 비디오의 인터-레이어 부호화를 위해, 부가레이어 부호화단(1660)이 기본레이어 부호화단(1610)의 부호화 심볼을 참조하여 부호화 모드 또는 레지듀얼 정보를 결정하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 부가레이어 부호화단(1660)은, 기본레이어 부호화단(1610)의 부호화 모드를 부가레이어 영상을 위한 부호화 모드로서 그대로 이용하거나, 기본레이어 부호화단(1610)의 부호화 모드를 참조하여 부가레이어 영상을 위한 부호화 모드를 결정할 수 있다. 기본레이어 부호화단(1610)의 부호화 컨트롤부(1615)는 기본레이어 부호화단(1610)의 부가레이어 부호화단(1660)의 부호화 컨트롤부(1665)의 제어 신호를 제어하여, 부가레이어 부호화단(1660)이 현재 부호화 모드를 결정하기 위해, 기본레이어 부호화단(1610)의 부호화 모드로부터 현재 부호화 모드를 이용할 수 있다.
도 16에서 도시된 인터-레이어 예측 방식에 따른 다시점 비디오의 인터-레이어 부호화 시스템(1600)과 유사하게, 인터-레이어 예측 방식에 따른 다시점 비디오의 인터-레이어 복호화 시스템도 구현될 수 있다. 즉, 다시점 비디오의 인터-레이어 복호화 시스템은, 기본레이어 비트스트림 및 부가레이어 비트스트림을 수신할 수 있다.
인터-레이어 복호화 시스템의 기본레이어 복호화단에서 기본레이어 비트스트림을 복호화하여 기본레이어 복원영상들을 생성할 수 있다. 다시점 비디오의 인터-레이어 복호화 시스템의 부가레이어 복호화단에서는, 기본레이어 복원영상과 파싱한 부호화 심볼을 이용하여 부가레이어 비트스트림을 복호화하여 부가레이어 복원영상들을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라, 기본 레이어 복원영상으로서 기본시점 텍스처 영상들이 복원되고, 부가 레이어 복원영상으로서 기본시점 뎁스 영상들이 복원될 수 있다. 다른 실시예에 따라 기본 레이어 복원영상으로서 기본시점 텍스처 영상들이 복원되고, 부가 레이어 복원영상으로서 부가시점 텍스처 영상들이 복원될 수 있다. 또 다른 실시예에 따라 기본 레이어 복원영상으로서 기본시점 뎁스 영상들이 복원되고, 부가 레이어 복원영상으로서 부가시점 뎁스 영상들이 복원될 수 있다. 또 다른 실시예에 따라 기본 레이어 복원영상으로서 기본시점 뎁스 영상들이 복원되고, 부가 레이어 복원영상으로서 부가시점 텍스처 영상들이 복원될 수 있다.
이하, 도 15a 및 15b를 참조하여 인터 레이어 예측에 3차원 비디오 부호화 과정과 인터-레이어 예측에 대한 정보를 전송하는 과정을 상술한다. 설명의 편의를 위해, 대표적으로 기본 레이어 영상 및 부가 레이어 영상으로서, 현재시점 영상의 텍스처 영상과 뎁스 영상이 부호화되는 경우에 대해 상술한다.
도 15a 은 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 3차원 영상 참조 결정부(12) 및 부호화부(14)를 포함한다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 3차원 비디오의 현재시점 영상들을 부호화한다. 현재시점 영상들은, 픽처 시퀀스, 픽처, 슬라이스 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 독립적 슬라이스를 포함할 수 있다. 하나의 픽처가 둘 이상의 슬라이스를 포함하는 경우에, 적어도 하나의 독립적 슬라이스와 나머지 종속적 슬라이스가 하나의 픽처를 구성할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 영상 참조 결정부(12)는, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 뎁스 영상인지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 영상 참조 결정부(12)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에는 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 영상 참조 결정부(12)는, 현재 슬라이스가 텍스처 영상인 경우에는 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화부(14)는, 3차원 영상 참조 결정부(12)에서 결정된 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 텍스처 영상과 뎁스 영상을 부호화할 수 있다.
도 15b 는 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다. 도 15a 을 참조하여 전술한 3차원 비디오 부호화 장치(10)의 3차원 비디오 부호화 방법의 일 실시예가 상술된다.
단계 11에서 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 뎁스 영상인지 결정한다. 단계 11에서 현재 슬라이스 뎁스 영상으로 결정되면 단계 13으로 진행하고, 뎁스 영상이 아닌 것으로 결정되면 단계 15로 진행한다.
단계 13에서 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에, 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
단계 15에서 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상이 아닌 텍스처 영상인 경우에, 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
단계 17에서 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 단계 13 또는 15에서 결정된 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 텍스처 영상과 뎁스 영상을 부호화할 수 있다.
단계 13에서, 현재 슬라이스가 뎁스 영상이고, 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 부호화하기로 결정된 경우에, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 먼저 부호화된 동일시점의 텍스처 영상을 참조하여 뎁스 영상을 부호화할 수 있다.
단계 15에서, 현재 슬라이스가 텍스처 영상이고, 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 부호화하기로 결정된 경우에, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 먼저 부호화된 동일시점의 뎁스 영상을 참조하여 텍스처 영상을 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 인터-레이어 예측에 대한 정보, 즉 텍스처 영상과 뎁스 영상 간의 예측 관계에 대한 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다.
단계 11에서 현재 슬라이스가 뎁스 영상인지 아닌지 여부가 결정되면, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인지 아닌지 여부를 나타내는 제1 정보를 슬라이스 헤더에 포함시킬 수 있다.
단계 13에서, 현재 슬라이스가 뎁스 영상이고, 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 부호화하기로 결정된 경우에 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상임을 나타내는 제1 정보와 함께, 먼저 부호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 부호화함을 나타내는 제2 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다.
반면, 현재 슬라이스가 뎁스 영상이지만, 뎁스 영상을 부호화하기 위해 텍스처 영상을 이용하지 않는 것으로 결정된 경우에, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 동일시점의 텍스처 영상과 독립적으로 뎁스 영상을 부호화할 수 있다. 이 경우에 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상임을 나타내는 제1 정보와 함께, 먼저 부호화된 텍스처 영상을 이용하지 않고 뎁스 영상을 부호화함을 나타내는 제2 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다.
단계 15에서, 현재 슬라이스가 텍스처 영상이고, 먼저 부호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 부호화하는 것으로 결정된 경우에, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상이 아님을 나타내는 제1 정보와 함께, 먼저 부호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 부호화함을 나타내는 제3 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다.
반면, 현재 슬라이스가 텍스처 영상이지만, 텍스처 영상을 부호화하기 위해 뎁스 영상을 이용하지 않는 것으로 결정된 경우에, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 동일시점의 뎁스 영상과 독립적으로 텍스처 영상을 부호화할 수 있다. 이 경우에 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상이 아님을 나타내는 제1 정보와 함께, 먼저 부호화된 뎁스 영상을 이용하지 않고 텍스처 영상을 부호화함을 나타내는 제3 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 추정할지 여부를 결정할 수 있다. 만약 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하기로 결정된 경우에는, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는 현재 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 별도로 결정할 필요 없이, 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 이용하여 뎁스 영상을 부호화할 수 있다.
이 경우에, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상임을 나타내는 제1 정보와 함께, 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 나타내는 제4 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다. 또한, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 슬라이스 헤더에 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 나타내는 제4 정보를 포함시키면, 뎁스 영상과 텍스처 영상 간에 중복되는 슬라이스 관련 정보는 뎁스 영상의 슬라이스 헤더에 포함시키지 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)가 뎁스 영상이 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 이용할 때, 텍스처 영상의 슬라이스 헤더로부터 참조 가능한 슬라이스 관련 정보는, 뎁스 영상의 RPS (Reference Picture Selection)의 DPB (Decoded Picture Buffer) 상태를 나타내는 정보, 참조인덱스, 슬라이스 QP (Quantization Parameter) 차분값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)가 뎁스 영상을 부호화할 때 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하지 않는다면, 뎁스 영상인 현재 슬라이스를 위해, RPS의 DPB 상태를 나타내는 정보, 참조인덱스, 슬라이스 QP 차분값 중 적어도 하나를 더 포함하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는 트리 구조에 따른 부호화 단위를 이용하여 텍스처 영상과 뎁스 영상을 부호화할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 텍스처 영상 및 뎁스 영상은 각각 공간적으로 최대 부호화 단위들로 분할되고, 각각의 최대 부호화 단위는 복수의 부호화 단위들로 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위가 단계별로 분할되면서 부호화 단위들의 심도가 커지는데, 매 심도의 부호화 단위마다 다른 부호화 단위와 독립적으로 더 분할될지 여부가 결정될 수 있다. 따라서, 각각의 부호화 단위는 인접하는 부호화 단위와 개별적으로 더 작은 부호화 단위들로 분할될지 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 더 이상 분할하지 않는 부호화 단위에서 결정된 부호화 심볼들을 출력할 수 있다. 최종적으로 결정된 부호화 정보들과 함께 슬라이스 헤더가 출력될 수 있다.
이에 따라 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 부호화 심볼들과 슬라이스 헤더를 포함하는 비트스트림을 전송할 수 있다.
설명의 편의상, 3차원 비디오 부호화 장치(10)가, 동일시점의 텍스처 영상과 뎁스 영상 간의 예측 부호화를 수행하는 경우만 전술하였다. 하지만, 3차원 비디오 부호화 장치(10)의 동작 원리는 기본시점 영상과 부가시점 영상 간의 예측 부호화의 경우에도 적용가능하다.
이러한 경우에는, 슬라이스 헤더에, 현재 영상이 부가시점 영상인지 여부를 나타내는 제5 정보, 현재 영상이 부가시점 영상인 경우에 먼저 부호화된 기본시점 영상을 이용하여 부호화되는지 여부를 나타내는 제6 정보, 현재 영상이 부가시점 영상인 경우에, 먼저 부호화된 기본시점 영상의 슬라이스 헤더 정보를 이용하는지 여부를 나타내는 제7 정보, 현재 영상이 기본시점 영상인 경우에 먼저 부호화된 부가시점 영상을 이용하여 부호화되는지 여부를 나타내는 제8 정보 중에서 적어도 하나를 포함시킬 수도 있다.
도 16a 은 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 3차원 영상 참조 파싱부(22) 및 복호화부(24)를 포함한다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 3차원 영상이 부호화된 심볼들을 포함하는 비트스트림을 수신한다. 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 수신된 비트스트림으로부터 슬라이스 헤더와 슬라이스의 부호화 심볼들을 파싱할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더로부터, 현재 슬라이스를 위한 인터-레이어 예측에 대한 정보, 즉 텍스처 영상과 뎁스 영상 간의 예측 관계에 대한 정보를 파싱할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 트리 구조에 따른 부호화 단위를 이용하여 텍스처 영상과 뎁스 영상을 복호화할 수 있다. 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 더 이상 분할하지 않는 부호화 단위에서 결정된 부호화 심볼들을 파싱할 수 있다. 슬라이스 헤더로부터, 부호화 심볼들이 파싱될 수도 있다. 일 실시예에 따른 3차원 영상 참조 파싱부(22)는, 슬라이스 헤더로부터 파싱된 정보에 기초하여, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 뎁스 영상인지 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 영상 참조 파싱부(22)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 영상 참조 파싱부(22)는, 현재 슬라이스가 텍스처 영상인 경우에 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화부(24)는, 3차원 영상 참조 파싱부(22)에서 결정된 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 텍스처 영상과 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
도 16b 는 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다. 도 16a 을 참조하여 전술한 3차원 비디오 복호화 장치(20)의 3차원 비디오 복호화 방법의 일 실시예가 상술된다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 트리 구조에 따른 부호화 단위를 이용하여 텍스처 영상과 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 더 이상 분할하지 않는 부호화 단위에서 결정된 부호화 심볼들을 파싱할 수 있다. 슬라이스 헤더로부터, 부호화 심볼들이 파싱될 수도 있다.
단계 21에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 뎁스 영상인지 결정할 수 있다.
단계 21에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 현재 슬라이스를 위한 슬라이스 헤더로부터, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인지 여부를 나타내는 제1 정보를 파싱할 수 있다. 제1 정보에 기초하여 현재 슬라이스가 뎁스 영상으로 결정되면 단계 23으로, 뎁스 영상이 아닌 것으로 결정되면 단계 25로 진행될 수 있다.
단계 23에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에, 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
단계 21에서 제1 정보에 기초하여 현재 슬라이스가 뎁스 영상임이 확인되면, 단계 23에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 현재 슬라이스를 위한 슬라이스 헤더로부터, 먼저 복호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 나타내는 제2 정보를 더 파싱할 수 있다.
단계 25에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 현재 슬라이스가 텍스처 영상인 경우에, 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
단계 21에서 제1 정보에 기초하여 현재 슬라이스가 뎁스 영상이 아님이 확인되면, 단계 25에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 현재 슬라이스를 위한 슬라이스 헤더로부터, 먼저 복호화된 뎁스 영상을 이용하여 현재 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 나타내는 제3 정보를 더 파싱할 수 있다.
단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 앞서 단계 23 또는 25에서 결정된 텍스처 영상 및 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 텍스처 영상과 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
단계 23에서 제2 정보에 기초하여, 텍스처 영상을 이용하여 현재 뎁스 영상이 복호화됨이 판독되면, 단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 먼저 복호화된 텍스처 영상을 이용하여 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
반면에, 제2 정보에 기초하여 현재 뎁스 영상을 복호화하기 위해 텍스처 영상이 이용되지 않음을 판독되는 경우에는, 단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 텍스처 영상과는 독립적으로 현재 뎁스 영상을 위해 파싱된 부호화 심볼들을 이용하여 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
단계 25에서 제3 정보에 기초하여, 뎁스 영상을 이용하여 현재 텍스처 영상을 복호화함이 판독되면, 단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 먼저 복호화된 뎁스 영상을 이용하여 텍스처 영상을 복호화할 수 있다.
반면에, 제3 정보에 기초하여 현재 텍스처 영상을 복호화하기 위해 뎁스 영상이 이용되지 않음을 판독되는 경우에는, 단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 뎁스 영상과는 독립적으로 현재 텍스처 영상을 위해 파싱된 부호화 심볼들을 이용하여 텍스처 영상을 복호화할 수 있다.
단계 23에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더로부터, 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 나타내는 제4 정보를 파싱할 수 있다.
단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더로부터 제4 정보를 파싱하여, 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 결정할 수 있다. 이 경우에, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 제4 정보에 기초한 결정에 따라, 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 이용하여 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 제3 정보에 기초하여, 뎁스 영상의 슬라이스 복호화를 위해 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하지 않는 것으로 판독할 수 있다. 이 경우에, 단계 27에서 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 현재 슬라이스를 위한 슬라이스 헤더로부터 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더로부터 뎁스 영상의 RPS의 DPB 상태를 나타내는 정보, 참조인덱스, 슬라이스 QP 차분값 중 적어도 하나를 파싱할 수 있다.
도 17 는 일 실시예에 따른 슬라이스 헤더(30)의 신택스를 도시한다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 슬라이스마다, 현재 슬라이스를 부호화할 때 현재 슬라이스 내의 블록들에 대해 공통적으로 이용된 부호화 관련 정보들을 수록하는 슬라이스 헤더를 생성할 수 있다. 3차원 비디오 부호화 장치(20)는, 슬라이스를 부호화하여 생성된 부호화 심볼들과 함께 슬라이스 헤더를 비트스트림의 형태로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 슬라이스 헤더(30)는, 3차원 비디오를 시점별로 각 시점 영상을 부호화하며, 또한 각 시점 영상은 텍스처 영상과 뎁스 영상으로 나누고, 텍스처 영상와 뎁스 영상 간에 서로 예측하면서 부호화하는 MVD (Multiview plus Depth) 포맷을 위한 슬라이스 헤더이다. 따라서, 슬라이스 헤더(30)는, 현재 슬라이스를 텍스처 영상과 뎁스 영상의 인터 예측을 통해 복호화하는데 필요한 부호화 관련 정보를 수록한다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 슬라이스 헤더(30)에 현재 슬라이스가 뎁스 영상인지 여부를 나타내는 정보 'depth_flag'(31)를 포함시킨다.
'depth_flag'(31)가 현재 슬라이스는 뎁스 영상임을 나타내면, 슬라이스 헤더(30)는 현재 뎁스 영상의 슬라이스 헤더가 동일시점의 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조하는지 여부를 나타내는 정보 'short_slice_header_flag'(32)와, 현재 뎁스 영상보다 먼저 부호화된 동일시점의 텍스처 영상의 부호화 심볼을 이용하여 현재 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 나타내는 정보 'texture_to_depth_dependent_flag'(33)를 포함할 수 있다.
'depth_flag'(31)가 현재 슬라이스는 뎁스 영상이 아님을 나타내면, 슬라이스 헤더(30)는 현재 텍스처 영상보다 먼저 부호화된 동일시점의 뎁스 영상의 부호화 심볼을 이용하여 현재 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 나타내는 정보 'depth_to_texture_dependent_flag'(34)를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 슬라이스 헤더(30)는, 현재 슬라이스가 종속적 슬라이스인지 여부를 나타내는 정보 'dependent_slice_flag'(35)를 포함한다.
'dependent_slice_flag'(35)가 현재 슬라이스는 종속적 슬라이스가 아님을 나타내고, 'short_slice_header_flag'(32)가 현재 뎁스 영상의 슬라이스 헤더는 동일시점의 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조하지 않는다고 나타내는 경우(36), 일 실시예에 따른 슬라이스 헤더(30)는 뎁스 영상인 현재 슬라이스를 위해 직접 설정된 부호화 관련 정보(37)를 포함할 수 있다. 예를 들어 슬라이스 헤더(30)는, 현재 슬라이스가 컬러 플레인들 중 Y 플레인, Cr 플레인 또는 Cb 플레인인지 여부를 나타내는 정보 'colour_plane_id', 현재 슬라이스가 IDR(Instantaneous Decoding Refresh) 영상인 경우에 IDR 픽처 번호 정보 'idr_pic_id', 복호 픽처 버퍼에 저장된 먼저 복호화된 영상들의 개수를 나타내는 정보 'no_output_of_prior_pics_flag', 복호 픽처 버퍼에 저장된 참조 픽처들의 번호에 대한 정보 'pic_order_cnt_lsb' 등을 포함할 수 있다.
또, 'dependent_slice_flag'(35)가 현재 슬라이스는 종속적 슬라이스가 아님을 나타내고, 'short_slice_header_flag'(32)가 현재 뎁스 영상의 슬라이스 헤더는 동일시점의 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조하지 않는다고 나타내는 경우(38), 일 실시예에 따른 슬라이스 헤더(30)는 현재 슬라이스의 양자화를 위한 양자화 파라미터 QP의 차분값 정보 'slice_qp_depta'(39)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 비트스트림을 수신하여, 슬라이스별로 슬라이스 헤더 및 부호화 심볼들을 파싱할 수 있다. 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 현재 슬라이스 이내의 블록들에 대해 공통적으로 이용될 부호화 관련 정보들을 판독하여, 현재 슬라이스의 복호화에 이용할 수 있다.
먼저 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 'depth_flag'(31)를 파싱하여, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인지 여부를 결정할 수 있다.
'depth_flag'(31)가 현재 슬라이스는 뎁스 영상임을 나타내면, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 'short_slice_header_flag'(32)를 파싱하여, 현재 뎁스 영상의 슬라이스 헤더가 동일시점의 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조하는지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 'depth_flag'(31)가 현재 슬라이스는 뎁스 영상임을 나타내면, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 'texture_to_depth_dependent_flag'(33)를 파싱하여, 현재 뎁스 영상보다 먼저 복호화된 동일시점의 텍스처 영상의 부호화 심볼을 이용하여 현재 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
'depth_flag'(31)가 현재 슬라이스는 뎁스 영상이 아님을 나타내면, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 'short_slice_header_flag'(32) 및 'texture_to_depth_dependent_flag'(33)를 파싱할 필요가 없다.
'depth_flag'(31)가 현재 슬라이스는 뎁스 영상이 아님을 나타내면, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 'depth_to_texture_dependent_flag'(34)를 파싱하여, 현재 텍스처 영상보다 먼저 복호화된 동일시점의 뎁스 영상의 부호화 심볼을 이용하여 현재 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 'dependent_slice_flag'(35)를 파싱하여, 현재 슬라이스가 종속적 슬라이스인지 여부를 결정할 수 있다.
'dependent_slice_flag'(35)가 현재 슬라이스는 종속적 슬라이스가 아님을 나타내고, 'short_slice_header_flag'(32)가 현재 뎁스 영상의 슬라이스 헤더는 동일시점의 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조하지 않는다고 나타내는 경우(36), 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 슬라이스 헤더(30)로부터, 뎁스 영상인 현재 슬라이스를 위해 직접 설정된 부호화 관련 정보(37)를 파싱할 수 있다. 예를 들어 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 'colour_plane_id'를 파싱하여, 현재 슬라이스가 컬러 플레인들 중 Y 플레인, Cr 플레인 또는 Cb 플레인인지 결정할 수 있다. 또한, 슬라이스 헤더(30)로부터 'idr_pic_id','no_output_of_prior_pics_flag', 'pic_order_cnt_lsb' 등이 파싱될 수 있다.
'idr_pic_id'로부터 현재 슬라이스가 IDR 영상인 경우에 IDR 픽처 번호 정보가 판독될 수 있다. 'no_output_of_prior_pics_flag'로부터 복호 픽처 버퍼에 저장된 먼저 복호화된 영상들의 개수가 판독될 수 있다. 'pic_order_cnt_lsb'로부터, 복호 픽처 버퍼에 저장된 참조 픽처들의 번호가 판독될 수 있다.
또한, 'dependent_slice_flag'(35)가 현재 슬라이스는 종속적 슬라이스가 아님을 나타내고, 'short_slice_header_flag'(32)가 현재 뎁스 영상의 슬라이스 헤더는 동일시점의 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조하지 않는다고 나타내는 경우(38), 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 슬라이스 헤더(30)로부터 'slice_qp_depta'(39)를 파싱하여, 현재 슬라이스의 양자화를 위한 양자화 파라미터의 차분값 정보를 판독할 수 있다.
다만, 'dependent_slice_flag'(35)가 현재 슬라이스는 종속적 슬라이스임을 나타내는 경우에는, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 슬라이스 헤더(30)로부터 슬라이스 관련 정보를 파싱할 필요 없이, 현재 슬라이스보다 앞서는 독립적 슬라이스의 슬라이스 헤더에 포함된 슬라이스 관련 정보를 이용하여 현재 슬라이스를 복호화할 수 있다. 또한, 'short_slice_header_flag'(32)가 현재 뎁스 영상의 슬라이스 헤더는 동일시점의 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조한다고 나타내는 경우에는, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 슬라이스 헤더(30)로부터 슬라이스 관련 정보를 파싱할 필요 없이, 현재 슬라이스보다 앞서는 텍스처 영상의 슬라이스 헤더에 포함된 슬라이스 관련 정보를 이용하여 현재 슬라이스를 복호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더(30)로부터 파싱한 각종 슬라이스 관련 정보로부터 판독된 부호화 모드에 기초하여, 현재 슬라이스를 복호화할 수 있다.
예를 들어, 'texture_to_depth_dependent_flag'(33)로부터 현재 뎁스 영상의 복호화를 위해 먼저 복호화된 동일시점의 텍스처 영상의 부호화 심볼이 이용되는 것으로 결정되면, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 텍스처 영상의 부호화 심볼을 이용하여 현재 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
'texture_to_depth_dependent_flag'(33)로부터 현재 뎁스 영상의 복호화를 위해 먼저 복호화된 동일시점의 텍스처 영상의 부호화 심볼이 이용되지 않는 것으로 결정되면, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 텍스처 영상과 독립적으로 현재 뎁스 영상을 복호화할 수 있다.
'depth_to_texture_dependent_flag'(34)로부터 현재 텍스처 영상의 복호화를 위해 먼저 복호화된 동일시점의 뎁스 영상의 부호화 심볼이 이용되는 것으로 결정되면, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 뎁스 영상의 부호화 심볼을 이용하여 현재 텍스처 영상을 복호화할 수 있다.
'depth_to_texture_dependent_flag'(34)로부터 현재 텍스처 영상의 복호화를 위해 먼저 복호화된 동일시점의 뎁스 영상의 부호화 심볼이 이용되지 않는 것으로 결정되면, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 뎁스 영상과 독립적으로 현재 텍스처 영상을 복호화할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 슬라이스 헤더(30)로부터 판독되거나 이전 텍스처 영상의 슬라이스 헤더로부터 유추된 각종 슬라이스 관련 정보들, 예를 들어 'colour_plane_id' 'idr_pic_id','no_output_of_prior_pics_flag', 'pic_order_cnt_lsb' 'slice_qp_depta'(39)를 이용하여, 현재 슬라이스를 복호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 3차원 비디오의 텍스처 영상과 뎁스 영상을 부호화하면서, 3차원 비디오의 픽처마다, 슬라이스마다, 블록마다 부호화한다. 이렇게 생성된 부호화 심볼들과 부호화 모드에 대한 정보를 포함하는 비트스트림의 형태로 전송할 수 있다. 비트스트림은 블록 단위로 각 블록에서 이용된 부호화 모드 정보와 부호화 결과 생성된 심볼들을 포함할 수 있다.
또한, 부호화 과정에서 각 픽처 시퀀스마다 현재 시퀀스 내에 이용된 디폴트 부호화 관련 정보를 수록하는 SPS(Sequence Parameter Set)이 전송되고, 각 픽처마다 현재 픽처 내에서 이용된 디폴트 부호화 관련 정보들을 수록하는 PPS(Picture Parameter Set)가 전송된다. 또한, 각 슬라이스마다 현재 슬라이스 내에서 이용된 디폴트 부호화 관련 정보들을 수록하는 슬라이스 헤더가 전송된다.
일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 동일시점의 텍스처 영상 및 뎁스 영상이 상호 참조하여 부호화되는 경우에, 슬라이스 헤더에서 현재 슬라이스가 먼저 복호화된 텍스처 영상을 참조하는 뎁스 영상인지, 아니면 먼저 복호화된 뎁스 영상을 참조하는 텍스처 영상인지 여부를 나타내는 3차원 영상 참조 정보를 수록할 수 있다. 이에 따라 3차원 비디오 복호화 장치(20)는, 슬라이스 헤더로부터 파싱된 3차원 영상 참조 정보를 이용하여, 정확하고 효율적으로 동일시점의 텍스처 영상 또는 뎁스 영상을 참조하여 나머지 영상을 복호화할 수 있다.
특히, 슬라이스 헤더는 매 슬라이스마다 전송되므로 슬라이스 헤더의 전송을 위해 상당한 데이터량이 필요하다. 따라서, 일 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 동일시점의 텍스처 영상 및 뎁스 영상이 상호 참조하여 부호화되는 경우에, 뎁스 영상의 슬라이스 헤더와 텍스처 영상의 슬라이스 헤더에서 중복되는 정보는, 뎁스 영상의 슬라이스 헤더에서 생략할 수 있다.
또한, 3차원 비디오 부호화 장치(10)는 뎁스 영상의 슬라이스 헤더와 텍스처 영상의 슬라이스 헤더의 참조 여부를 나타내는 슬라이스 헤더 참조 정보를 슬라이스 헤더를 통해 전송하므로, 3차원 비디오 복호화 장치(20)는 슬라이스 헤더로부터 파싱된 슬라이스 헤더 참조 정보를 이용하여, 뎁스 영상의 슬라이스 헤더를 복원하기 위해 텍스처 영상의 슬라이스 헤더를 참조할지 여부를 결정할 있다. 따라서, 정확하고 효율적으로 동일시점의 텍스처 영상 또는 뎁스 영상의 슬라이스 헤더가 복원될 수 있다.
다른 실시예에 따른 3차원 비디오 부호화 장치(10)는, 뎁스 영상인 현재 슬라이스의 크로마 성분을 부호화하기 위한 크로마 관련 부호화 모드 정보로서, 루마 관련 부호화 정보를 그대로 이용할 수 있다. 따라서, 뎁스 영상의 슬라이스 헤더는 크로마 관련 신택스를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우에, 다른 실시예에 따른 3차원 비디오 복호화 장치(10)는, 크로마 성분의 슬라이스 헤더로부터 크로마 관련 신택스를 파싱하지 못하는 경우에, 루마 성분의 슬라이스 헤더에 수록된 신택스를 이용하여, 크로마 성분의 심볼들을 복호화할 수도 있다.
앞서, 도 17은 슬라이스 헤더(30)를 통해, 현재 슬라이스가 뎁스 영상인지 여부를 나타내는 정보 'depth_flag'(31), 먼저 복호화된 텍스처 영상의 심볼을 이용하여 현재 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 나타내는 정보 'texture_to_depth_dependent_flag'(32), 먼저 복호화된 뎁스 영상의 심볼을 이용하여 현재 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 나타내는 정보 'depth_to_texture_dependent_flag'(33)가 시그널링되는 경우가 상술되었다.
다만, 일 실시에에 따른 'depth_flag'(31)와 같이 현재 슬라이스가 뎁스 영상인지 여부를 나타내는 정보는 SPS, PPS 또는 NAL(Network Abstract Layer) 유닛 헤더마다 시그널링될 수도 있다.
예를 들어, SPS가 현재 픽처 시퀀스가 모두 뎁스 영상들의 시퀀스인지 여부를 나타내는 정보를 시그널링할 수 있다. 다른 실시예에 따라 PPS가 현재 픽처가 뎁스 영상인지 여부를 나타내는 정보를 시그널링할 수 있다. 다른 실시예에 따라 NAL 유닛 헤더가 현재 NAL 유닛이 뎁스 영상인지 여부를 나타내는 정보를 시그널링할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 'texture_to_depth_dependent_flag'(32) 및 'depth_to_texture_dependent_flag'(33)와 같이, 현재 텍스처 슬라이스/뎁스 슬라이스가 동일시점의 먼저 복호화된 뎁스 슬라이스/텍스처 슬라이스의 부호화 심볼을 이용하는지 여부를 나타내는 정보는, SPS, PPS, APS(adaptation parameter set), AUD(Access unit delimiter), 또는 SEI(Supplemental enhancement information) 메시지마다 시그널링될 수 있도 있다.
예를 들어, SPS가 현재 텍스처 픽처 시퀀스/뎁스 픽처 시퀀스가 동일시점의 먼저 복호화된 뎁스 픽처 시퀀스/텍스처 픽처 시퀀스의 부호화 심볼을 이용하는지 여부를 나타내는 정보를 시그널링할 수 있다. 다른 실시예에 따라 PPS가 현재 텍스처 픽처/뎁스 픽처가 동일시점의 먼저 복호화된 뎁스 픽처/텍스처 픽처의 부호화 심볼을 이용하는지 여부를 나타내는 정보를 시그널링할 수 있다. 다른 실시예에 따라 AUD가 현재 텍스처 억세스 유닛/뎁스 억세스 유닛가 동일시점의 먼저 복호화된 뎁스 억세스 유닛/텍스처 억세스 유닛의 부호화 심볼을 이용하는지 여부를 나타내는 정보를 시그널링할 수 있다.
도 15a 내지 17의 실시예들은 동일시점의 텍스처 영상과 뎁스 영상의 인터 예측에 따른 비디오 부호화 및 복호화에 대해 상술하였다. 하지만 전술한 바와 같이, 상이한 시점 영상 간의 인터 예측도 가능하다. 예를 들어 기본시점 영상과 부가시점 영상 간에 예측 부호화가 수행되어, 현재 슬라이스가 부가시점 영상인 여부를 나타내는 정보, 기본시점 영상의 부호화 심볼을 이용하여 부가시점 영상을 복호화하는지 여부를 나타내는 정보, 부가시점 영상의 부호화 심볼을 이용하여 기본시점 영상을 복호화하는지 여부를 나타내는 정보, 기본시점 영상의 슬라이스 헤더를 참조하여 부가시점 영상의 슬라이스 헤더를 복원하는지 여부를 나타내는 정보 등이 슬라이스 헤더에 수록되어 시그널링될 수도 있다.
설명의 편의를 위해 앞서 도 1 내지 17을 참조하여 전술된 다시점 비디오 부호화 방법, 다시점 비디오 복호화 방법 또는 다시점 비디오 부호화 방법에 따른 비디오 부호화 방법은, '본 발명의 비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1 내지 17을 참조하여 전술된 다시점 비디오 복호화 방법 또는 다시점 비디오 복호화 방법에 따른 비디오 복호화 방법은 '본 발명의 비디오 복호화 방법'으로 지칭한다
또한, 앞서 도 1 내지 17을 참조하여 전술된 다시점 비디오의 인터-레이어 부호화 장치(10), 비디오 부호화 장치(100) 또는 영상 부호화부(400)로 구성된 비디오 부호화 장치는, '본 발명의 비디오 부호화 장치'로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1 내지 17을 참조하여 전술된 다시점 비디오 복호화 장치(20), 비디오 복호화 장치(200) 또는 영상 복호화부(500)로 구성된 비디오 복호화 장치는, '본 발명의 비디오 복호화 장치'로 통칭한다.
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다.
도 18은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 19를 참조하여 후술된다.
도 19는 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램을 디스크(26000)에 저장할 수 있다. 디스크(26000)에 저장된 프로그램을 컴퓨터 시스템(26700)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26800)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26700)에게로 전송될 수 있다.
도 20 및 21에서 예시된 디스크(26000) 뿐만 아니라, 메모리 카드, 롬 카세트, SSD(Solid State Drive)에도 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다.
도 20은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)(11000)의 전체적 구조를 도시한다. 통신시스템의 서비스 영역은 소정 크기의 셀들로 분할되고, 각 셀에 베이스 스테이션이 되는 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)이 설치된다.
컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 20에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.
비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.
비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11900) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다.
카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD , 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다.
클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다.
컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다.
도 21 및 22을 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다.
도 21은, 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰(12500)의 외부 구조를 도시한다. 휴대폰(12500)은 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분의 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트폰일 수 있다.
휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12520)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12520)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12520)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12530)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12530)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다.
도 22은 휴대폰(12500)의 내부 구조를 도시한다. 디스플레이화면(12520) 및 동작 패널(12540)로 구성된 휴대폰(12500)의 각 파트를 조직적으로 제어하기 위해, 전력공급회로(12700), 동작입력제어부(12640), 영상부호화부(12720), 카메라 인터페이스(12630), LCD제어부(12620), 영상복호화부(12690), 멀티플렉서/디멀티플렉서(multiplexer/demultiplexer)(12680), 기록/판독부(12670), 변조/복조(modulation/demodulation)부(12660) 및 음향처리부(12650)가, 동기화 버스(12730)를 통해 중앙제어부(12710)에 연결된다.
사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다.
휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 영상 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다.
예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다.
데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12520)에 곧바로 디스플레이될 수 있다.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12530)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12530)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다.
다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다.
휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다.
데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다.
안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 본 발명의 비디오 복호화 방법을 이용하여, 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원된 비디오 데이터를 생성하고, 복원된 비디오 데이터를 LCD제어부(12620)를 거쳐 디스플레이화면(12520)에게 복원된 비디오 데이터를 제공할 수 있다.
이에 따라 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 비디오 데이터가 디스플레이화면(12520)에서 디스플레이될 수 있다. 이와 동시에 음향처리부(12650)도 오디오 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환하고, 아날로그 음향 신호를 스피커(12580)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일에 포함된 오디오 데이터도 스피커(12580)에서 재생될 수 있다.
휴대폰(12500) 또는 다른 형태의 통신단말기는 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 본 발명의 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.
본 발명의 통신시스템은 도 20를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 23은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다. 도 23의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하여, 위성 또는 지상파 네트워크를 통해 전송되는 디지털 방송을 수신할 수 있다.
구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다.
재생장치(12830)에서 본 발명의 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다.
위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.
적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다.
비디오 신호는, 본 발명의 비디오 부호화 장치에 의해 부호화되어 저장매체에 기록되어 저장될 수 있다. 구체적으로 보면, DVD 레코더에 의해 영상 신호가 DVD디스크(12960)에 저장되거나, 하드디스크 레코더(12950)에 의해 하드디스크에 영상 신호가 저장될 수 있다. 다른 예로, 비디오 신호는 SD카드(12970)에 저장될 수도 있다. 하드디스크 레코더(12950)가 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 20의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 20의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.
도 24은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
본 발명의 클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 시스템은, 사용자 단말기의 요청에 따라 인터넷과 같은 정보 통신망을 통해 컴퓨팅 자원의 온 디맨드 아웃소싱 서비스를 제공한다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서, 서비스 제공자는 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 데이터 센터의 컴퓨팅 자원를 가상화 기술로 통합하여 사용자들에게 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스 사용자는 어플리케이션(Application), 스토리지(Storage), 운영체제(OS), 보안(Security) 등의 컴퓨팅 자원을 각 사용자 소유의 단말에 설치하여 사용하는 것이 아니라, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 서비스를 원하는 시점에 원하는 만큼 골라서 사용할 수 있다.
특정 서비스 사용자의 사용자 단말기는 인터넷 및 이동통신망을 포함하는 정보통신망을 통해 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)에 접속한다. 사용자 단말기들은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)로부터 클라우드 컴퓨팅 서비스 특히, 동영상 재생 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자 단말기는 데스트탑 PC(14300), 스마트TV(14400), 스마트폰(14500), 노트북(14600), PMP(Portable Multimedia Player)(14700), 태블릿 PC(14800) 등, 인터넷 접속이 가능한 모든 전자 기기가 될 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 클라우드 망에 분산되어 있는 다수의 컴퓨팅 자원(14200)을 통합하여 사용자 단말기에게 제공할 수 있다. 다수의 컴퓨팅 자원(14200)은 여러가지 데이터 서비스를 포함하며, 사용자 단말기로부터 업로드된 데이터를 포함할 수 있다. 이런 식으로 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 여러 곳에 분산되어 있는 동영상 데이터베이스를 가상화 기술로 통합하여 사용자 단말기가 요구하는 서비스를 제공한다.
사용자 DB(14100)에는 클라우드 컴퓨팅 서비스에 가입되어 있는 사용자 정보가 저장된다. 여기서, 사용자 정보는 로그인 정보와, 주소, 이름 등 개인 신용 정보를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 정보는 동영상의 인덱스(Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 인덱스는 재생을 완료한 동영상 목록과, 재생 중인 동영상 목록과, 재생 중인 동영상의 정지 시점 등을 포함할 수 있다.
사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 정보는, 사용자 디바이스들 간에 공유될 수 있다. 따라서 예를 들어 노트북(14600)으로부터 재생 요청되어 노트북(14600)에게 소정 동영상 서비스를 제공한 경우, 사용자 DB(14100)에 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리가 저장된다. 스마트폰(14500)으로부터 동일한 동영상 서비스의 재생 요청이 수신되는 경우, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)을 참조하여 소정 동영상 서비스를 찾아서 재생한다. 스마트폰(14500)이 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)를 통해 동영상 데이터스트림을 수신하는 경우, 동영상 데이터스트림을 복호화하여 비디오를 재생하는 동작은, 앞서 도 20을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)에 저장된 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로부터 사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 재생 요청을 수신한다. 동영상이 그 전에 재생 중이었던 것이면, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로의 선택에 따라 처음부터 재생하거나, 이전 정지 시점부터 재생하느냐에 따라 스트리밍 방법이 달라진다. 예를 들어, 사용자 단말기가 처음부터 재생하도록 요청한 경우에는 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 첫 프레임부터 스트리밍 전송한다. 반면, 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다.
이 때 사용자 단말기는, 도 1 내지 17을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1 내지 23을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1 내지 17을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.
도 1 내지 17을 참조하여 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법, 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 18 내지 도 24에서 전술되었다. 하지만, 도 1 내지 17을 참조하여 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 다양한 실시예들은, 도 18내지 도 24의 실시예들에 한정되지 않는다.
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. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

Claims (15)

  1. 3차원 비디오를 부호화하는 방법에 있어서,
    현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하는 단계;
    상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 부호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 단계는, 상기 현재 슬라이스가 뎁스 영상인 경우에, 상기 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 3차원 비디오 부호화 방법은,
    상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화함을 나타내는 제2 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 부호화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 단계는, 상기 현재 슬라이스가 텍스처 영상인 경우에, 상기 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 3차원 비디오 부호화 방법은,
    상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상이 아님을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화함을 나타내는 제3 정보를 포함하는 슬라이스 헤더를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 부호화 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 부호화하는 단계는, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 슬라이스 헤더를 생성하는 단계는, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 나타내는 제4 정보를 더 포함하는 상기 슬라이스 헤더를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 부호화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 슬라이스 헤더를 생성하는 단계는,
    상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하지 않는다면, 상기 뎁스 영상의 RPS (Reference Picture Selection)의 DPB (Decoded Picture Buffer) 상태를 나타내는 정보, 참조인덱스, 슬라이스 QP (Quantization Parameter) 차분값 중 적어도 하나를 더 포함하는 상기 슬라이스 헤더를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 부호화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 부호화하는 단계는,
    상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상이 공간적으로 분할된 최대 부호화 단위들 중, 각각의 최대 부호화 단위는 복수의 부호화 단위들로 분할되고, 각각의 부호화 단위는 인접하는 부호화 단위와 개별적으로 더 작은 부호화 단위들로 분할될지 결정하는 단계; 및
    더 이상 분할하지 않는 부호화 단위에서 결정된 부호화 정보들을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 부호화 방법.
  7. 3차원 비디오를 복호화하는 방법에 있어서,
    현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하는 단계;
    상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에, 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 복호화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 3차원 비디오 복호화 방법은,
    상기 현재 슬라이스를 위한 슬라이스 헤더로부터, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화함을 나타내는 제2 정보를 파싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복호화 단계는, 상기 제1 정보에 기초하여 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임이 판독되는 경우에, 상기 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 복호화 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 3차원 비디오 복호화 방법은,
    상기 슬라이스 헤더로부터, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상이 아님을 나타내는 제1 정보 및 상기 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화함을 나타내는 제3 정보를 파싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복호화 단계는, 상기 제1 정보에 기초하여 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상임이 판독되는 경우에, 상기 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 복호화 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 정보에 기초하여 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상임이 판독된 경우에,
    상기 제2 정보를 파싱하는 단계는, 상기 슬라이스 헤더로부터, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 나타내는 제4 정보를 파싱하는 단계를 포함하고,
    상기 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 제4 정보에 기초하여, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하여 상기 뎁스 영상의 슬라이스 관련 정보를 결정할지 여부를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 복호화하는 단계는, 상기 제4 정보에 기초한 결정에 따라, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 복호화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 복호화하는 단계는,
    상기 제3 정보에 기초하여, 상기 텍스처 영상의 슬라이스 관련 정보를 참조하지 않는 것으로 판독되면, 상기 슬라이스 헤더로부터, 상기 뎁스 영상의 RPS의 DPB 상태를 나타내는 정보, 참조인덱스, 슬라이스 QP 차분값 중 적어도 하나를 파싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 복호화 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 복호화하는 단계는,
    상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상이 공간적으로 분할된 최대 부호화 단위들 중, 각각의 최대 부호화 단위는 복수의 부호화 단위들로 분할되고, 각각의 부호화 단위는 인접하는 부호화 단위와 개별적으로 더 작은 부호화 단위들로 분할될지 결정하는 단계; 및
    더 이상 분할하지 않는 부호화 단위에서 결정된 부호화 정보들을 이용하여 상기 부호화 단위를 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 복호화 방법.
  13. 3차원 비디오 부호화 장치에 있어서,
    현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 부호화하는지 여부를 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 부호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 부호화하는지 여부를 결정하는 3차원 영상 참조 결정부; 및
    상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 부호화하는 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 부호화 장치.
  14. 3차원 비디오 복호화 장치에 있어서,
    슬라이스 헤더로부터 파싱된 정보에 기초하여, 현재 슬라이스가 동일시점의 3차원 영상의 텍스처 영상 및 뎁스 영상 중에서 상기 뎁스 영상인지 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 뎁스 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 텍스처 영상을 이용하여 상기 뎁스 영상을 복호화하는지 여부를 결정하고, 상기 현재 슬라이스가 상기 텍스처 영상인 경우에는 상기 현재 슬라이스보다 먼저 복호화된 상기 뎁스 영상을 이용하여 상기 텍스처 영상을 복호화하는지 여부를 결정하는 3차원 영상 참조 파싱부; 및
    상기 결정된 상기 텍스처 영상 및 상기 뎁스 영상 간의 이용관계에 기초하여, 상기 텍스처 영상과 상기 뎁스 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 비디오 복호화 장치.
  15. 제 1 항 및 제 7 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
PCT/KR2013/003460 2012-04-23 2013-04-23 슬라이스 헤더를 이용하는 3차원 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 3차원 비디오 복호화 방법 및 그 장치 WO2013162252A1 (ko)

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