WO2015005507A1 - Inter prediction method using multiple hypothesis estimators and device therefor - Google Patents

Inter prediction method using multiple hypothesis estimators and device therefor Download PDF

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WO2015005507A1
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hypothesis
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coding unit
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PCT/KR2013/006039
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김일구
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삼성전자 주식회사
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • 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.
  • FIG. 2 is a block diagram of a video decoding apparatus based on coding units according to a tree structure, according to an embodiment.
  • 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. 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 a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 14 is a block diagram of a motion estimation apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram of a motion compensation apparatus according to an embodiment.
  • 16A and 16B illustrate types of hypothesis estimation modes according to an embodiment.
  • 17 illustrates a combination of a direction, a symbol value, and a distance indicated by a hypothesis estimating mode according to an embodiment.
  • 19 is a flowchart of a motion estimation method according to an embodiment.
  • 20 is a flowchart of a motion compensation method according to an embodiment.
  • 21 illustrates a physical structure of a disk in which a program is stored, according to an embodiment.
  • Fig. 22 shows a disc drive for recording and reading a program by using the disc.
  • FIG. 23 shows an overall structure of a content supply system for providing a content distribution service.
  • 24 and 25 illustrate an external structure and an internal structure of a mobile phone to which a video encoding method and a video decoding method of the present invention are applied, according to an embodiment.
  • 26 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention.
  • FIG. 27 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 motion estimation method determines a motion vector using a plurality of hypothetical estimators in subpixel units as well as a motion vector in integer pixel units, and entropy encodes information representing an optimal hypothesis estimator selected from a plurality of hypothesis estimators. do.
  • a motion compensation method may entropy-decode information representing a hypothesis estimator to determine a hypothesis estimator in subpixel units, and perform motion compensation using a final reference block determined by combining a current motion vector and a hypothesis estimator. have.
  • a motion compensation method using a motion vector estimator comprising: obtaining motion vectors of prediction units included in a coding unit and hypothesis estimation mode information of the coding unit; Determining a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the hypothesis estimation mode information; And determining a reference block using blocks each comprising two hypothesis predictor pixels located at the predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector in the predetermined linear direction.
  • the hypothesis estimation mode information Acquiring the hypothesis estimation mode information, the motion vector difference information and the hypothesis estimation mode information indicating a difference between the motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector.
  • Acquiring the hypothesis estimation mode information may include acquiring the hypothesis estimation mode information determined in common with respect to the prediction units included in the current coding unit.
  • the two or more subpixel distances may comprise a quarter pixel distance and a half pixel distance
  • the two or more straight directions may include directions of angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 °.
  • the hypothesis estimation mode may include eight combinations of one subpixel distance selected from the pixel unit distances and one linear direction selected from the linear directions.
  • the determining of the combination may include determining a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of the coding unit; Entropy decoding the hypothesis estimation mode information using four context models corresponding to the depth of the current coding unit; And determining a combination of a subpixel distance and a straight line direction for the current motion vector based on the entropy decoded hypothesis estimation mode information.
  • a motion estimation method using a motion vector estimator includes: determining a current motion vector for inter prediction of a current prediction unit among prediction units included in a coding unit; Among the hypothesis predictor pixels located at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector, reference is made using blocks each including two hypothesis predictor pixels positioned along a predetermined linear direction with respect to the current predictor pixel. Determining a block; And outputting hypothesis estimation mode information of the coding unit and motion vector difference information of the prediction units indicating a combination of the predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and the predetermined linear direction selected from two or more linear directions. Steps.
  • the outputting may include outputting the motion vector difference information and the hypothesis estimation mode information indicating a difference between the motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector. ; And outputting residue data between the current prediction unit and the determined reference block.
  • the outputting of the hypothesis estimation mode information may include outputting the hypothesis estimation mode information determined in common with respect to the prediction units included in the current coding unit.
  • the outputting of the hypothesis estimation mode information may include: determining a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of the coding unit; And entropy encoding the hypothesis estimation mode information using four context models corresponding to the depth of the current coding unit.
  • the determining of the reference block may include: positioning the reference block at a distance of 1/4 pixel in each of the linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 ° with respect to the current predictor pixel. Calculating an RD cost using hypothesis predictor pixels; Calculating an RD cost using a hypothesis estimator pixel located at a distance of 1/2 pixel in a direction in which the RD cost is the smallest among the calculated RD costs; Determining a linear direction and a subpixel distance from which the smallest RD cost is calculated among the calculated RD costs; And determining, as a reference block, an average block of blocks each including hypothesis predictor pixels determined based on the determined linear direction and the subpixel distance.
  • a motion compensation apparatus using a motion vector estimator obtains a current motion vector and residue data of a current prediction unit among prediction units included in a coding unit, and hypothesis estimation mode of the coding unit.
  • An information obtaining unit obtaining information;
  • a hypothesis estimation mode determination unit determining a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the hypothesis estimation mode information;
  • a reference block is determined using blocks each including two hypothetical predictor pixels positioned at the predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector in the predetermined linear direction.
  • a motion compensator for combining the determined reference blocks to generate a reconstruction block of the current prediction unit.
  • a motion estimation apparatus using a motion vector estimator may determine a current motion vector for inter prediction of a current prediction unit among prediction units included in a coding unit, and determine the current motion vector from the current predictor pixel indicated by the current motion vector.
  • an information output unit for outputting difference information.
  • a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a motion estimation method according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention includes a computer readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a motion compensation method according to an embodiment.
  • the 'image' may be a still image of the video or a video, that is, the video itself.
  • FIGS. 14 to 20 a motion estimation method using a plurality of hypothesis estimators for inter prediction performed in a video encoding method and a video decoding method based on a coding unit having a tree structure, and the same An apparatus, and a motion compensation method and apparatus are disclosed.
  • 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 includes a coding unit determiner 120 and an output unit 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 coding unit determiner 120 may partition the current picture based on a maximum coding unit that is a coding unit having a 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 later in detail with reference to FIGS. 10 to 21.
  • 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 the minimum coding unit, which is the 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.
  • the information on the maximum size and the depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP can be found in a header of a bitstream, a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), or the like. Can be inserted.
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • 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.
  • 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. 2 is a block diagram of a video decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure includes a symbol acquirer 220 and an image data decoder 230.
  • 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 refer to FIG. 1 and the video encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
  • the symbol obtainer 220 receives and parses a bitstream of the 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. 10 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 400 based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoder 400 includes operations performed by the encoding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 to encode image data. That is, the intra predictor 410 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode among the current frame 405, and the motion estimator 420 and the motion compensator 425 are the current frame 405 of the inter mode. And the inter frame estimation and the motion compensation using the reference frame 495.
  • Data output from the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 is output as a quantized transform coefficient through the transform unit 430 and the quantization unit 440.
  • the quantized transform coefficients are restored to the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the inverse transformer 470, and the recovered data of the spatial domain is passed through the deblocking block 480 and the loop filtering unit 490. Processed and output to the reference frame 495.
  • the quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
  • the intra predictor 410, the motion estimator 420, the motion compensator 425, and the transform unit may be components of the image encoder 400.
  • quantizer 440, entropy encoder 450, inverse quantizer 460, inverse transform unit 470, deblocking unit 480, and loop filtering unit 490 are all maximal per maximum coding unit. In consideration of the depth, a task 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 500 based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • the bitstream 505 is parsed through the parsing unit 510, and the encoded image data to be decoded and information about encoding necessary for decoding are parsed.
  • the encoded image data is output as inverse quantized data through the entropy decoding unit 520 and the inverse quantization unit 530, and the image data of the spatial domain is restored through the inverse transformation unit 540.
  • the intra prediction unit 550 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode, and the motion compensator 560 uses the reference frame 585 together to apply the coding unit of the inter mode. Perform motion compensation for the
  • Data in the spatial domain that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 to be output to the reconstructed frame 595.
  • the post-processed data through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 may be output as the reference frame 585.
  • step-by-step operations after the parser 510 of the image decoder 500 may be performed.
  • the parser 510, the entropy decoder 520, the inverse quantizer 530, and the inverse transform unit 540 which are components of the image decoder 500, may be used.
  • the intra predictor 550, the motion compensator 560, the deblocking unit 570, and the loop filtering unit 580 must all perform operations based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit. do.
  • the intra predictor 550 and the motion compensator 560 determine partitions and prediction modes for each coding unit having a tree structure, and the inverse transform unit 540 must determine the size of the transform unit for each coding unit. .
  • 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 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 deeper 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.
  • a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8 ⁇ 8 is a coding unit having a lowest depth and 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 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.
  • 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 symbol obtainer 220 of the video decoding apparatus 200 may include information about a partition type 800, information 810 about a prediction mode, and a transform unit size for each depth-based coding unit.
  • the information 820 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 prediction unit 940 for predictive encoding of the coding unit 930 having a depth of 1 and a size of 2N_1x2N_1 includes a partition type 942 having a size of 2N_1x2N_1, a partition type 944 having a size of 2N_1xN_1, and a partition type having a size of N_1x2N_1.
  • 946, a partition type 948 of size N_1 ⁇ N_1 may be included.
  • 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 symbol acquirer 220 of the video decoding apparatus 200 may extract information about a coding depth and a prediction unit of the coding unit 900 and use the same to decode the coding unit 912.
  • the video decoding apparatus 200 may identify a depth having split information of '0' as a coding depth using split information for each depth, and may use the decoding depth 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, and the symbol obtainer 220 of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment. ) 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 symmetrical ratio, and the asymmetric partition types 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, which are divided by the asymmetrical 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 a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, 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. 20 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 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 image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the video decoding method based on the coding units of the tree structure.
  • decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video that is a picture sequence.
  • the reconstructed video can be played back by a playback device, stored in a storage medium, or transmitted over a network.
  • a motion estimation technique using a plurality of hypothesis estimators and motion compensation for inter prediction performed in a video encoding technique and a video decoding technique based on coding units having a tree structure according to an embodiment The technique is disclosed.
  • Inter prediction uses similarity between the current image and another image.
  • a reference area similar to the current area of the current picture is detected.
  • the distance in coordinates between the current region and the reference region is represented by a motion vector
  • the difference between pixel values between the current region and the reference region is represented by residual data. Accordingly, instead of directly outputting image information of the current region, index, motion vector, and residue data indicating a reference image may be output by inter prediction of the current region.
  • the inter prediction operation can be broadly classified into a motion estimation operation for determining a reference picture, a motion vector, and a residual data for the current picture, and a motion compensation operation for reconstructing the current picture using the reference picture, the motion vector, and the residue data. Can be.
  • An operation of the motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment will be described below with reference to FIG. 14, and an operation of the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment will be described below with reference to FIG. 15.
  • the motion estimation apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 may perform inter prediction for each block of each image.
  • the type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. It is not limited to data units of a certain size.
  • a data block for inter prediction may be a prediction unit (or partition).
  • each maximum coding unit may be divided into a plurality of coding units, and each coding unit may be divided into one or more prediction units.
  • motion estimation may be performed for each prediction unit, and thus a motion vector and residue data may be determined for each prediction unit.
  • FIG. 14 is a block diagram of a motion estimation apparatus 1400, according to an exemplary embodiment.
  • the motion estimation apparatus 1400 includes a motion estimation unit 1410 and an information output unit 1420.
  • the motion estimator 1410 may perform motion estimation for each prediction unit included in a coding unit among coding units having a tree structure of an image.
  • the motion estimator 1410 may determine a current motion vector for inter prediction of the current prediction unit, from among prediction units included in the coding unit. In order to determine the motion vector in the motion estimation process, an operation of searching for a block most similar to the current prediction unit from the reference picture may be performed.
  • the motion vector may be determined as a vector representing a position difference between the position of the found block and the current prediction unit.
  • the motion estimator 1420 may further use hypothetical predictor pixels in addition to the current estimator pixel to determine the motion vector with more precise accuracy around the current estimator pixel indicated by the current motion vector.
  • the current predictor pixel indicated by the current motion vector may be determined in units of pixels with a certain accuracy.
  • a motion vector may be determined in units of subpixels.
  • hypothetical predictor pixels may also be determined among the subpixels neighboring the current estimator pixel. Two or more hypothesis predictor pixels positioned in a predetermined direction with respect to the current estimator pixel may be selected.
  • the current predictor pixels may refer to subpixels located every 1/4 pixel distance of the interpolated reference image. Therefore, the x coordinate value and the y coordinate value of the current estimator pixel may be determined in units of 1/4 pixels.
  • Hypothesis predictor pixels according to an embodiment may also be determined in units of subpixels located at a 1/4 pixel distance or a 1/2 pixel distance from the current predictor pixel.
  • the hypothesis predictor pixel indicated by the motion vector of the current prediction unit in the reference image may be a representative pixel of the reference block.
  • the pixel may be the upper left pixel of the reference block of the hypothesis predictor pixel. Therefore, when the hypothesis predictor pixel is determined, a reference block having the same size as the prediction unit including the hypothesis predictor pixel may be determined. Therefore, when the hypothesis predictor pixel is determined based on the current estimator pixel, a reference block including the hypothesis predictor pixel may be determined.
  • the motion estimator 1410 may determine an estimator pixel from among a plurality of hypothetical estimator pixels positioned at a subpixel distance from a current estimator pixel. Also, one predictor pixel may be generated by combining a plurality of hypothesis predictor pixels.
  • the motion estimator 1410 may select hypothetical predictor pixels positioned in a straight line with respect to the current predictor pixel and facing each other among hypothesis predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel. have.
  • the motion estimator 1410 selects two hypothesis predictor pixels positioned along a predetermined straight line direction from the current estimator pixel among the hypothesis predictor pixels located at a predetermined subpixel distance from the current estimator pixel, and selects the selected hypothesis predictor pixels.
  • Two hypothesis estimator pixels may be used to determine an estimator pixel.
  • the motion estimator 1410 may determine an estimator pixel indicating a sum of motion vectors of two selected hypothesis estimator pixels. Therefore, the selected first hypothesis predictor pixel represents a first reference block including the first hypothesis predictor pixel, and the second hypothesis predictor pixel represents a second reference block including the second hypothesis predictor pixel. Accordingly, the reference block indicated by the estimator pixel may be a block composed of an average value of pixel values for each pixel position of the first reference block and the second reference block.
  • the motion estimator 1410 may finally determine the reference block by using two hypothetical estimator pixels positioned in a predetermined linear direction and a predetermined subpixel distance from the current estimator pixel.
  • the motion estimation unit 1410 may generate residual data between the current prediction unit and the determined reference block.
  • the information output unit 1420 may output motion vector difference information indicating a difference value between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector.
  • the motion vector difference information may be output for each prediction unit.
  • the information output unit 1420 may output residue data between the current prediction unit and the reference block for each prediction unit.
  • the information output unit 1420 may output not only motion vector difference information of prediction units included in a coding unit, but also hypothesis estimation mode information of a corresponding coding unit.
  • the hypothesis estimation mode information may include information indicating two hypothesis predictor pixels selected from hypothesis predictor pixels positioned around the current estimator pixel.
  • the information output unit 1420 selects hypothetical predictor pixels located at a predetermined subpixel distance in a predetermined straight line direction with respect to the current predictor pixel, the selected linear direction and subpixels for determining the predictor pixel are selected. Information representing the combination of distances can be generated.
  • hypothesis estimation mode information indicating a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions may be generated and output.
  • the motion estimator 1420 may determine a hypothesis estimating mode for each coding unit. Common hypothesis estimation mode information may be allocated to prediction units included in one coding unit. Therefore, the same hypothesis estimation mode may be applied to each prediction unit included in the coding unit.
  • the information output unit 1420 may output difference information of the motion vector for each prediction unit, and output hypothesis estimation mode information for each coding unit.
  • the information output unit 1420 first outputs motion vector difference information for the first prediction unit, and outputs hypothesis estimation mode information of the coding unit. Thereafter, motion vector difference information of the second prediction unit may be output.
  • the motion vector difference information may be output for each of the first and second prediction units.
  • two or more subpixel distances may include a quarter pixel distance and a half pixel distance.
  • the quarter pixel distance and the half pixel distance may each represent a minimum distance between quartered points between neighboring integer pixels and a minimum distance between spotted points.
  • Two or more linear directions may include directions of angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 °.
  • the hypothesis estimation mode is composed of a combination of one subpixel distance selected from two pixel unit distances and one linear direction selected from four linear directions, and thus, a total of eight combinations are selected. It may include.
  • the information output unit 1420 may perform entropy encoding on the hypothesis estimation mode information. For example, for entropy encoding according to context-based adaptive binary arithmetic coding (CABAC), the information output unit 1420 according to an embodiment may determine a context model for each bin of hypothesis estimation mode information. have. For example, if the hypothesis estimation mode information is 4 bits, one context model is determined for every four bins, so a total of four context models may be determined.
  • CABAC context-based adaptive binary arithmetic coding
  • the information output unit 1420 may determine the context model of the hypothesis estimation mode information for each depth (depth) of the current coding unit. For example, if three depth coding units exist, four context models are required for hypothesis estimation mode information for each depth, and thus the information output unit 1420 includes a total of 12 context models for hypothesis estimation mode information. Can be determined.
  • the information output unit 1420 selects four context models corresponding to the depth of the current coding unit from among context models of the hypothesis estimation mode information determined based on the previous context, and selects the selected context model.
  • the hypothesis estimation mode information can be entropy-encoded.
  • the information output unit 1420 may generate and output a bitstream by entropy encoding the symbols generated by encoding the video.
  • the motion estimator 1410 includes a hypothesis that is located at a distance of 1/4 pixel in each of the linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 ° with respect to the current estimator pixel.
  • the estimator pixels can be used to calculate the RD cost.
  • the motion estimator 1410 may further calculate an RD cost by using hypothetical estimator pixels positioned at a distance of 1/2 pixel further along the direction in which the RD cost is the smallest among the calculated RD costs. Since the RD cost is calculated four times in each direction at a 1/4 pixel distance and the RD cost is calculated once in a predetermined direction at a 1/2 pixel distance, the RD cost can be calculated a total of five times.
  • the smallest RD cost is detected among the RD costs calculated for each combination of the direction and the subpixel distance, and the estimator pixel is detected by using two hypothetical predictor pixels positioned according to the linear direction and the subpixel distance corresponding to the smallest RD cost. Can be determined. An average block of blocks each including two hypothesis predictor pixels positioned at a subpixel distance along a straight line direction with respect to the current predictor pixel may be determined as a reference block.
  • the motion estimation apparatus 1400 may include a central processor (not shown) that collectively controls the motion estimation unit 1410 and the information output unit 1420.
  • the motion estimator 1410 and the information output unit 1420 are operated by their own processors (not shown), and the motion estimation device 1400 operates as a whole as the processors (not shown) operate organically with each other. May be Alternatively, the motion estimator 1410 and the information output unit 1420 may be controlled by the control of an external processor (not shown) of the inter prediction apparatus 10 according to an exemplary embodiment.
  • the motion estimation apparatus 1400 may include one or more data storage units (not shown) in which input / output data of the motion estimation unit 1410 and the information output unit 1420 are stored.
  • the motion estimation apparatus 1400 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the motion estimation apparatus 1400 may improve the accuracy of inter prediction because the motion estimation apparatus 1400 determines a reference block by additionally using hypothesis estimators located at a subpixel distance from a current predictor pixel in addition to the current motion vector. Can be.
  • the motion estimation apparatus 1400 limits the combination of the direction in which the hypothesis estimator is located and the subpixel distance with respect to the current estimator pixel only to specific combinations that are likely to occur, thereby quickly selecting the hypothesis estimator. Can be.
  • the bit rate of the coded symbols including the hypothesis estimation mode information may be improved.
  • FIG. 15 is a block diagram of a motion compensation apparatus 1500 according to an exemplary embodiment.
  • the motion compensation apparatus 1500 includes an information acquisition unit 1510, a hypothesis estimation mode determiner 1520, and a motion compensation unit 1530.
  • the information acquirer 1510 may acquire a current motion vector and residue data of the current prediction unit for each prediction unit included in the coding unit. Instead of the current motion vector, motion vector difference information may be obtained for each prediction unit.
  • the motion compensation apparatus 1500 may store hypothesis estimation mode information of a coding unit of a coded image and motion vector difference information of prediction units in a storage in order to generate a reference image for motion estimation of another image. If so, the hypothesis estimation mode information of the coding unit and the motion vector difference information of the prediction units may be obtained from the storage. Residual data can be recovered by performing inverse quantization and inverse transformation on the quantized transform coefficients.
  • the motion compensation apparatus 1500 obtains one piece of hypothesis estimation mode information for the current coding unit, the hypothesis estimation mode information may be commonly applied to the prediction units included in the current coding unit.
  • the hypothesis estimating mode determiner 1520 may include a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the acquired hypothesis estimation mode information. Can be determined.
  • the subpixel distances according to an embodiment include 1/4 pixel distances and 1/2 pixel distances, and the linear directions include directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 °. There are a total of eight possible combinations of determinable subpixel distances and linear directions.
  • the hypothesis estimating mode determiner 1520 is based on the hypothesis estimating mode information (1/4 pixel distance, angle 0 ° direction), (1/4 pixel distance, angle 90 ° direction), (1/4 pixel distance, 135 ° angle), (1/4 pixel distance, 45 ° angle), (1/2 pixel distance, 0 ° angle), (1/2 pixel distance, 90 ° angle), (1/2 pixel Distance, angle 135 ° direction), (1/2 pixel distance, angle 45 ° direction) can be determined.
  • the hypothesis estimation mode determiner 1520 may perform entropy decoding according to a CABAC technique to interpret a combination of the current subpixel distance and the linear direction from the hypothesis estimation mode information.
  • the hypothesis estimation mode determiner 1520 may determine a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of a coding unit.
  • the hypothesis estimation mode determiner 1520 may perform entropy decoding on the hypothesis estimation mode information by using four context models corresponding to the depth of the current coding unit.
  • the hypothesis estimation mode determiner 1520 may determine a combination of the subpixel distance and the linear direction for the current motion vector based on the entropy decoded hypothesis estimation mode information.
  • a predetermined linear direction and a predetermined subpixel distance may be selected among four linear directions and two subpixel distances.
  • the motion compensator 1530 may determine two hypothetical predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance from a current predictor pixel indicated by the current motion vector along a predetermined linear direction.
  • the motion compensator 1530 may determine the reference block using blocks each including two hypothesis predictor pixels.
  • the motion compensator 1530 may generate the reconstructed block of the current prediction unit by combining the obtained residue data and the determined reference block. Reconstruction blocks of prediction units may be gathered to reconstruct coding units.
  • the motion compensation apparatus 1500 may additionally determine a reference block by using hypothesis estimators located at a subpixel distance from the current motion vector, the accuracy of motion compensation may be improved.
  • the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment may quickly select hypothesis predictor pixels based on a combination of a direction indicated by the hypothesis estimation mode information and a subpixel distance.
  • the video encoding apparatus 100 and the video decoding apparatus 200 based on the coding units having the tree structure described above with reference to FIGS. 1 to 13 may include the motion prediction apparatus 1400 and the motion, according to an embodiment. It may include an operation of the compensation device 1500.
  • the coding unit determiner 120 may include a motion predictor 1410 of the motion estimation apparatus 1400, a hypothesis estimation mode determiner 1520 of the motion compensator 1500, and a motion. Operations of the compensator 1530 may be performed.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 may perform an operation of the information output unit 1420 of the motion prediction apparatus 1400.
  • the extraction unit 220 performs operations of the information acquisition unit 1510 and the hypothesis estimation mode determiner 1520 of the motion compensation apparatus 1500, and the video decoding apparatus 200.
  • the image decoder 230 may perform the operation of the motion compensator 1530 of the motion compensator 1500.
  • the motion estimator 420 of the image encoder 400 of FIG. 4 performs an operation of the motion predictor 1410 of the motion predictor 1400 and the motion compensator of the image encoder 400.
  • the operation 425 may perform operations of the hypothesis estimating mode determiner 1520 and the motion compensator 1530 of the motion compensation apparatus 1500.
  • the entropy encoder 450 of the image encoder 400 may perform an operation of the information output unit 1420 of the motion prediction apparatus 1400.
  • the parser 510 of the image decoder 500 of FIG. 5 performs a bitstream parsing operation of the information acquirer 1510 of the motion compensation apparatus 1500, and the entropy decoder 520 of the information decoder The entropy decoding operation of 1510 may be performed.
  • the motion compensator 560 of the image decoder 500 may perform an operation of analyzing the hypothesis estimation mode information of the hypothesis estimation mode determiner 1520 and a motion compensation operation of the motion compensation 1530.
  • 16A and 16B illustrate types of hypothesis estimation modes according to an embodiment.
  • the current motion vector of the current prediction unit is pointing to the current estimator pixel 1600.
  • the motion estimation apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 may further include a direction of the hypothesis estimator and a subpixel distance indicating a point away from the point indicated by the current motion vector. Only the reference information indicating the mode is used to determine the reference block in units of subpixels.
  • a hypothesis estimator may indicate subpixels located at a half pixel distance and a quarter pixel distance in a linear direction from the current predictor pixel 1600.
  • the hypothesis estimator according to an embodiment may indicate subpixels positioned at angles of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 ° with respect to the current predictor pixel 1600.
  • the pixel indicated by the hypothesis estimator is located at a half pixel distance and a quarter pixel distance in a linear direction from the current estimator pixel 1600, and the current estimator pixel 1600 Subpixels 1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672 at angles of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 ° , 1681, 1682).
  • a plurality of subpixels 1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682 Subpixels may be determined as the hypothesis predictor pixel.
  • a pair of hypothesis predictor pixels from subpixels 1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682 may be selected.
  • angles 0 °, 45 °, 90 °, and 135 are positioned about 1/2 pixel distance and 1/4 pixel distance in a straight line direction from the current estimator pixel 1600, respectively.
  • the current predictor pixel 1600 is selected.
  • a pair of hypothesis predictor pixels facing towards the center may be selected.
  • a first set 1610 of subpixels 1611 and 1612 facing each other at a distance of 1/4 pixel along a linear direction in the direction of 0 ° and facing each other about the current predictor pixel 1600 is a hypothetical predictor pixel. Can be determined as a set.
  • a second set 1620 of subpixels 1620 and 1622 located at an angle of 0 ° and a half pixel distance, subpixels located at an angle of 90 ° and a quarter pixel distance Third set 1630 of 1631, 1632, fourth set 1640 of subpixels 1641, 1642 located at 90 ° direction and 1/2 pixel distance, angle 135 ° direction and 1/4
  • An eighth set 1680 of may be determined as the hypothesis predictor pixel set.
  • the motion prediction apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 may finally determine, as a reference block, an average block of reference blocks respectively indicated by subpixels included in a hypothesis predictor pixel set. .
  • the seventh set 1670 is selected as the hypothesis predictor pixel set
  • the subpixel 1671 points to the first reference block and the subpixel 1672 points to the second reference block
  • the first reference block is selected.
  • An average block including an average value of pixel values for each pixel position of the reference block and the second reference block may be generated, and the generated average block may be finally determined to be a reference block for the current pixel.
  • the hypothesis estimation mode information may indicate a set selected from hypothesis predictor pixel sets 1610, 1620, 1630, 1640, 1650, 1660, 1670, and 1680.
  • the hypothesis estimator pixel set includes subpixels located at a specific subpixel distance according to a specific straight line direction from the current estimator pixel 1600, the hypothesis estimating mode information may indicate a combination of a specific straight line direction and a specific subpixel distance. have.
  • the hypothesis estimation mode information may be displayed as 'mode N'. Since mode 1 corresponds to the first set 1610, mode 1 may represent a combination of an angle of 0 ° and a quarter pixel distance. In a similar manner, mode 2 corresponds to third set 1630, so mode 2 may represent a combination of an angle of 90 ° and a quarter pixel distance. Since mode 3 corresponds to the fifth set 1650, mode 3 may represent a combination of an angle of 135 ° and a quarter pixel distance. Mode 4 corresponds to the seventh set 1670, so mode 4 may represent a combination of an angle of 45 ° and a quarter pixel distance.
  • mode 5 corresponds to the second set 1620
  • mode 5 may represent a combination of an angle of 0 ° and a half pixel distance.
  • mode 6 corresponds to the fourth set 1640
  • mode 6 may represent a combination of an angle of 90 ° and a half pixel distance.
  • mode 7 corresponds to the sixth set 1660
  • mode 7 may represent a combination of an angle of 135 ° and a half pixel distance.
  • mode 8 corresponds to the eighth set 1680, mode 8 may represent a combination of an angle of 45 ° and a half pixel distance.
  • 17 illustrates a combination of a direction, a symbol value, and a distance indicated by a hypothesis estimating mode according to an embodiment.
  • FIG. 17 illustrates a combination of a direction and a subpixel distance of hypothesis predictor pixels corresponding to each mode of hypothesis estimation mode information, and a bit symbol corresponding to each mode, according to an embodiment.
  • Mode 0 may be allocated for a case where a hypothesis estimator in subpixel units is not used to determine a reference block.
  • Modes 1 through 4 may be assigned to sets of hypothetical predictor pixels having a subpixel distance of 1/4 pixel distance, and modes 5 through 8 may be assigned to sets of hypothetical predictor pixels having a subpixel distance of 1/2 pixel distance. .
  • the linear direction has an angle of 0 ° (horizontal), an angle of 90 ° (vertical), an angle of 135 ° (right-down), and an angle of 45 ° (left-down).
  • the mode values can be increased in order.
  • a symbol value allocated for each mode is defined as 4 bits except for mode 0. Let's look at the leftmost bit of the mode symbol value. If the first bit of the mode symbol value is 1, it may indicate a mode 0, and if it is 0, it may indicate that the mode bit is not mode 0. The second bit of the mode symbol value may indicate whether the subpixel distance is a 1/4 pixel distance or a 1/2 pixel distance. The third bit of the mode symbol value may indicate whether the direction is diagonal or not diagonal. The fourth bit of the mode symbol value may determine whether the direction is horizontal or vertical, or indicate whether the angle is 135 ° or 45 ° diagonal.
  • the information output unit 1420 of the motion estimation apparatus 1400 when the information output unit 1420 of the motion estimation apparatus 1400 outputs the hypothesis estimation mode information, the information output unit 1420 of the motion estimation apparatus 1400 according to the hypothesis estimator pixels determined by the motion estimation unit 1410 determines the hypothesis estimation mode information.
  • the mode value may be determined, and a bit string of the symbol value corresponding to the determined mode value may be output according to the table of FIG. 17.
  • the hypothesis estimating mode determiner 1520 of the motion compensation apparatus 1500 reads sequentially from the first bit to the fourth bit with respect to the bit string of the hypothesis estimating mode information parsed by the information obtaining unit 1510. can do. As a result of reading from the first bit to the fourth bit, it is determined whether the hypothesis estimation mode is mode 0 or not, whether the subpixel distance is a quarter pixel distance or a half pixel distance, and whether the diagonal direction is determined. And whether it is in the horizontal or vertical direction or in the diagonal direction of the angle 135 ° or 45 ° can be determined.
  • the information output unit 1420 of the motion estimation apparatus 1400 may perform entropy encoding on the hypothesis estimation mode information.
  • hypothesis estimation mode information may be entropy coded according to a CABAC technique.
  • CABAC CABAC
  • the hypothesis estimation mode information may be binarized to generate a bit string, and a context model may be determined for each bin of the bit string. Therefore, four context models may be determined for the 4-bit hypothesis estimation mode information.
  • hypothesis estimation mode information may be determined for each coding unit.
  • context models may be determined for each depth of a coding unit. For hypothesis estimation mode information of coding units having the same depth, entropy encoding may be performed using the same context models.
  • the motion prediction apparatus 1400 may perform inter prediction on coding units of 64x64, 32x32, and 16x16. In this case, since there are three depths of the coding unit, and four context models are determined for the hypothesis estimation mode information of each depth, the motion prediction apparatus 1400 determines a total of 12 context models for the hypothesis estimation mode information. Can be determined.
  • the motion compensation apparatus 1500 may also reconstruct the symbol value by performing entropy decoding on the parsed hypothesis estimation mode information.
  • separate context models may be used for each depth of the coding unit, and a different context model may be used for each bin of the hypothesis estimation mode information.
  • one hypothesis estimation mode information may be determined in one coding unit.
  • the information output unit 1420 of the motion prediction apparatus 1400 transmits the hypothesis estimation mode information of the current coding unit after transmitting the motion vector difference information of the first prediction unit among the prediction units of the current coding unit.
  • the motion vector difference information of the second prediction unit may be transmitted.
  • the information acquisition unit 1510 of the motion compensation apparatus 1500 first parses the motion vector difference information of the first prediction unit of the current coding unit, then parses the hypothesis estimation mode information of the current coding unit, and then secondly predicts it.
  • the motion vector difference information of the unit may be parsed.
  • the method of transmitting the hypothesis estimation mode information allocated to one coding unit is not limited thereto.
  • the motion estimation unit 1410 of the motion estimation apparatus 1400 selects a set of hypothesis predictor pixels having the smallest rate-distortion (RD) cost among sets of hypothesis predictor pixels, thereby selecting the selected hypothesis estimator.
  • the hypothesis estimation mode can be determined according to the combination of the direction of the set of pixels and the subpixel distance.
  • the eighth set of hypothetical predictor pixels corresponding to mode 8 (1680).
  • the RD cost generated in the encoding operation using the Rx cost may be determined, and the mode generating the smallest RD cost by comparing the RD costs for each mode may be selected.
  • the combination of hypothesis predictor pixels can be determined according to the two subpixel distances and the directions of the four angles, the RD costs can be compared for a total of eight sets of hypothesis predictor pixels.
  • the motion prediction apparatus 1400 may first determine an RD cost for sets of hypothetical predictor pixels located at a quarter pixel distance from the current estimator pixel 1600.
  • the additional RD cost may be determined for a set of hypothesis predictor pixels located at a half pixel distance according to the direction of the mode in which the smallest RD cost occurred among the modes at a quarter pixel distance.
  • the minimum RD cost occurs in Mode 1, the same as that of Mode 1
  • the RD cost may be further determined for mode 5, which is a set of hypothesis predictor pixels located at a half pixel distance along the direction. Therefore, a mode in which a smaller RD cost occurs among the RD cost of mode 1 and the RD cost of mode 5 may be finally selected.
  • Mode 2 is selected as a result of primarily comparing the RD cost at a quarter-pixel distance
  • the RD cost of mode 6 can be further determined and compared again.
  • Mode 3 is selected first, you can further compare the RD cost of Mode 7.
  • Mode 4 is selected first, you can further compare the RD cost of Mode 8.
  • the motion prediction apparatus 1400 may apply to a total of five hypothesis predictor pixels for four modes of 1/4 pixel distance and one mode of 1/2 pixel distance. By determining and comparing the RD cost, the optimal set of hypothesis predictor pixels, the hypothesis estimation mode, can be determined.
  • 19 is a flowchart of a motion estimation method according to an embodiment.
  • a current motion vector for inter prediction of the current prediction unit may be determined from among prediction units included in the coding unit.
  • a predetermined motion vector can be obtained.
  • two hypothesis predictor pixels located in a predetermined linear direction with respect to the current predictor pixel may be determined among hypothesis predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector.
  • One subpixel distance is selected from the quarter pixel distance and the half pixel distance, and one of the linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 ° may be selected.
  • Two hypothesis predictor pixels may be determined according to the combination of the selected subpixel distance and direction.
  • the RD cost may be calculated by using hypothetical predictor pixels positioned at a distance of 1/4 pixel in each of linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 ° with respect to the current predictor pixel. .
  • the RD cost may be further calculated by using a hypothesis predictor pixel located at a 1/2 pixel distance according to a direction in which the RD cost is the smallest among the RD costs calculated at a 1/4 pixel distance.
  • the linear direction and the subpixel distance of the hypothesis predictor pixels for which the smallest RD cost is calculated may be finally determined.
  • a reference block may be determined using blocks including two hypothesized predictor pixels, respectively.
  • a motion vector indicating a position difference between the current prediction unit and the reference block may be determined.
  • Residual data which is the difference in pixel values between the current prediction unit and the reference block, may be determined.
  • hypothesis estimation mode information of a coding unit indicating a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions may be output.
  • the hypothesis estimation mode is a combination of one subpixel distance selected from two pixel unit distances and one linear direction selected from four linear directions, and thus may be selected from a total of eight combinations.
  • motion difference information indicating a difference between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector may be output instead of the motion vector.
  • hypothesis estimation mode information of a coding unit may be output.
  • a context model of hypothesis estimation mode information may be determined for each depth of a coding unit.
  • hypothesis estimation mode information may be entropy encoded using four context models corresponding to the depth of the current coding unit.
  • 20 is a flowchart of a motion compensation method according to an embodiment.
  • motion vectors of prediction units included in a coding unit and hypothesis estimation mode information of the coding unit may be obtained.
  • motion vector difference information indicating a difference between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector, and hypothesis estimation mode information of the coding unit may be obtained.
  • residue data between the prediction unit and the reference block may be obtained for each prediction unit.
  • Quantized transform coefficients are obtained for each prediction unit, and residual data may be obtained by performing inverse quantization and inverse transform on the quantized transform coefficients.
  • four context models corresponding to the depth of the current coding unit are determined using the context model of the hypothesis estimation mode information determined for each depth of the coding unit, and for each bin of the 4-bit hypothesis estimation mode information.
  • Entropy decoding may be performed using the context model.
  • a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions may be determined based on the hypothesis estimation mode information.
  • the reference block may be determined using blocks each including two hypothesis predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance along a predetermined linear direction from the current predictor pixel indicated by the current motion vector.
  • a reconstruction block of the current prediction unit may be generated by combining the residue data obtained in operation 2010 and the reference block determined in operation 2030.
  • the image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the video decoding method based on the coding units of the tree structure.
  • decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video that is a picture sequence.
  • the reconstructed video can be played back by a playback device, stored in a storage medium, or transmitted over a network.
  • 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.).
  • the video encoding method including the motion estimation method and the motion compensation method described above with reference to FIGS. 1 to 20 is collectively referred to as the video encoding method of the present invention.
  • the video decoding method including the motion compensation method described above with reference to FIGS. 1 to 20 is referred to as the video decoding method of the present invention.
  • a video encoding apparatus including the video encoding apparatus 100, the image encoding unit 400, the motion prediction apparatus 1400, or the motion compensation apparatus 1500 described above with reference to FIGS. 1 to 20 is referred to as “the present invention.
  • a video encoding device Collectively referred to as a video encoding device.
  • a video decoding apparatus including the video decoding apparatus 200, the image decoding unit 300, or the motion compensation apparatus 1500 described above with reference to FIGS. 1 to 18 is collectively 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 motion estimation method, motion compensation method, video encoding method, and video decoding method may be allocated and stored in a specific area of the disk 26000 storing 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. 22.
  • the computer system 26500 may store a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method on the disc 26000 using the disc drive 26300.
  • the program may be read from the disk 26000 by the disk drive 26300, and the program may be transmitted to the computer system 26500.
  • 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). .
  • FIG. 23 illustrates an overall structure of a content supply system 11000 for providing a content distribution service.
  • 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. 23, 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. 25 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 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 video encoding apparatus 100 or the image encoding unit 400 described above, and converts the image data into the compression encoded image data.
  • the encoded image data may be output to the multiplexer / demultiplexer 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 video decoding apparatus 200 or the image decoder 500 described above, and reconstructs the reconstructed video data.
  • the restored video data may be provided to the display screen 12520 through the LCD controller 12620.
  • 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. 26 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention.
  • the digital broadcasting system according to the embodiment of FIG. 26 may receive digital broadcasting 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. 27.
  • 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. 23.
  • FIG. 27 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. 27. 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 user 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 20.
  • the user terminal may include the video encoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1 to 20.
  • the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1 to 20.
  • FIGS. 21 through 27 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 20 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. It is not limited to the embodiments of FIG. 27.

Abstract

The present invention relates to video encoding and video decoding and, more specifically, to a motion estimation method and a motion compensation method for determining a motion vector by using multiple hypothesis estimators in sub-pixel units for inter prediction to be performed in video encoding and video decoding. Disclosed is a motion compensation method for acquiring motion vectors of prediction units included in an encoding unit and hypothesis estimation mode information of the encoding unit, determining a combination of a predetermined sub-pixel distance selected from among two or more sub-pixel distances and a predetermined straight line direction selected from among two or more straight line directions on the basis of the hypothesis estimation mode information; and determining a reference block by using blocks including each of two hypothesis estimator pixels located in the predetermined sub-pixel distance along the predetermined straight line direction from a current estimator pixel indicated by a current motion vector.

Description

다수의 가설 추정자들을 이용하는 인터 예측 방법 및 그 장치Inter prediction method and apparatus therefor using a plurality of hypothesis estimators
본 발명은 비디오 부호화 및 비디오 복호화에 관한 것이며, 더 상세하게는 비디오 부호화 및 비디오 복호화에서 수행되는 움직임 추정 방법 및 움직임 보상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to video encoding and video decoding, and more particularly, to a motion estimation method and a motion compensation method performed in video encoding and video decoding.
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. With the development and dissemination of hardware capable of playing and storing high resolution or high definition video content, there is an increasing need for a video codec for efficiently encoding or decoding high resolution or high definition video content. According to the existing video codec, video is encoded according to a limited encoding method based on a macroblock of a predetermined size.
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. 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.
본 발명은 비디오 부호화 및 비디오 복호화에 관한 것이며, 더 상세하게는 비디오 부호화 및 비디오 복호화에서 수행되는 인터 예측을 위해, 서브픽셀 단위의 가설 추정자들을 다수 이용하여 참조 블록을 결정하고 가설 추정자를 결정하기 위해 최소한의 정보를 이용한다. The present invention relates to video encoding and video decoding, and more particularly, to determine a reference block and determine a hypothesis predictor using a plurality of hypothesis predictors in subpixel units for inter prediction performed in video encoding and video decoding. Use minimal information.
본 발명에 따른 움직임 추정 방법은, 정수 픽셀 단위의 움직임 벡터 뿐만 아니라 서브픽셀 단위의 가설 추정자들을 다수 이용하여 움직임 벡터를 결정하고, 다수의 가설 추정자들 중에서 선택된 최적의 가설 추정자를 나타내는 정보를 엔트로피 부호화한다. 본 발명에 따른 움직임 보상 방법은, 가설 추정자를 나타내는 정보를 엔트로피 복호화하여 서브픽셀 단위의 가설 추정자를 결정하고, 현재 움직임 벡터와 가설 추정자를 결합하여 결정된 최종 참조블록을 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. The motion estimation method according to the present invention determines a motion vector using a plurality of hypothetical estimators in subpixel units as well as a motion vector in integer pixel units, and entropy encodes information representing an optimal hypothesis estimator selected from a plurality of hypothesis estimators. do. According to the present invention, a motion compensation method may entropy-decode information representing a hypothesis estimator to determine a hypothesis estimator in subpixel units, and perform motion compensation using a final reference block determined by combining a current motion vector and a hypothesis estimator. have.
본 발명은, 현재 움직임 벡터에 추가로, 현재 추정자 픽셀로부터 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자들을 추가적으로 이용하여 참조블록을 결정하므로 인터 예측의 정확도를 향상시킬 수 있는 움직임 추정 방법의 다양할 실시예들을 개시한다. 또한, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 가설 추정자들이 위치하는 방향과 서브픽셀 거리의 조합을 발생가능성이 높은 특정 조합들로만 제한하므로, 가설 추정자들이 신속하게 선택될 수 있다. 또한 선택된 가설 추정자들에 대한 정보의 전송비트수를 최소화함으로써, 가설추정모드 정보를 포함하는 부호화 심볼들의 비트레이트를 향상시킬 수 있다. The present invention provides various embodiments of a motion estimation method that can improve the accuracy of inter prediction because the reference block is determined by additionally using hypothesis predictors located at a subpixel distance from the current predictor pixel, in addition to the current motion vector. It starts. In addition, since the combination of the direction in which the hypothesis estimator is located and the subpixel distance around the current estimator pixel is limited only to specific combinations that are likely to occur, the hypothesis predictors can be quickly selected. In addition, by minimizing the number of transmission bits of information on the selected hypothesis estimator, the bit rate of the coded symbols including the hypothesis estimation mode information may be improved.
도 1 은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.1 is a block diagram of a video encoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to an embodiment.
도 2 은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.2 is a block diagram of a video decoding apparatus based on coding units according to a tree structure, according to an embodiment.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.3 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.4 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.5 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.6 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present invention.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.7 illustrates a relationship between coding units and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.8 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present invention.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.9 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present invention.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.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.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.FIG. 13 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1. FIG.
도 14 는 일 실시예에 따른 움직임 추정 장치의 블록도를 도시한다.14 is a block diagram of a motion estimation apparatus according to an embodiment.
도 15 는 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치의 블록도를 도시한다.15 is a block diagram of a motion compensation apparatus according to an embodiment.
도 16a 및 16b 은 일 실시예에 따른 가설추정모드의 종류들을 도시한다.16A and 16B illustrate types of hypothesis estimation modes according to an embodiment.
도 17 은 일 실시예에 따른 가설추정모드가 나타내는 방향, 심볼값, 거리의 조합을 도시한다. 17 illustrates a combination of a direction, a symbol value, and a distance indicated by a hypothesis estimating mode according to an embodiment.
도 18 은 일 실시예에 따라 RD 코스트의 테스트 대상이 되는 가설추정모드들의 종류를 도시한다. 18 illustrates types of hypothesis estimation modes to be tested for an RD cost, according to an exemplary embodiment.
도 19 은 일 실시예에 따른 움직임 추정 방법의 흐름도를 도시한다.19 is a flowchart of a motion estimation method according to an embodiment.
도 20 은 일 실시예에 따른 움직임 보상 방법의 흐름도를 도시한다. 20 is a flowchart of a motion compensation method according to an embodiment.
도 21 은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다. 21 illustrates a physical structure of a disk in which a program is stored, according to an embodiment.
도 22 는 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.Fig. 22 shows a disc drive for recording and reading a program by using the disc.
도 23 은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.FIG. 23 shows an overall structure of a content supply system for providing a content distribution service.
도 24 및 25은, 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.24 and 25 illustrate an external structure and an internal structure of a mobile phone to which a video encoding method and a video decoding method of the present invention are applied, according to an embodiment.
도 26 은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.26 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention.
도 27 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다. 27 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.
본 발명에 따른 움직임 추정 방법은, 정수 픽셀 단위의 움직임 벡터 뿐만 아니라 서브픽셀 단위의 가설 추정자들을 다수 이용하여 움직임 벡터를 결정하고, 다수의 가설 추정자들 중에서 선택된 최적의 가설 추정자를 나타내는 정보를 엔트로피 부호화한다. 본 발명에 따른 움직임 보상 방법은, 가설 추정자를 나타내는 정보를 엔트로피 복호화하여 서브픽셀 단위의 가설 추정자를 결정하고, 현재 움직임 벡터와 가설 추정자를 결합하여 결정된 최종 참조블록을 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. The motion estimation method according to the present invention determines a motion vector using a plurality of hypothetical estimators in subpixel units as well as a motion vector in integer pixel units, and entropy encodes information representing an optimal hypothesis estimator selected from a plurality of hypothesis estimators. do. According to the present invention, a motion compensation method may entropy-decode information representing a hypothesis estimator to determine a hypothesis estimator in subpixel units, and perform motion compensation using a final reference block determined by combining a current motion vector and a hypothesis estimator. have.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 보상 방법은, 부호화단위에 포함된 예측단위들의 움직임 벡터들과 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보를 획득하는 단계; 상기 가설추정모드 정보에 기초하여, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합을 결정하는 단계; 및 상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 상기 소정 직선 방향에 따라 상기 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하는 단계를 포함한다.A motion compensation method using a motion vector estimator, the method comprising: obtaining motion vectors of prediction units included in a coding unit and hypothesis estimation mode information of the coding unit; Determining a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the hypothesis estimation mode information; And determining a reference block using blocks each comprising two hypothesis predictor pixels located at the predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector in the predetermined linear direction.
일 실시예에 따른 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계는, 상기 현재 예측단위보다 먼저 부호화된 예측단위의 움직임 벡터와 상기 현재 움직임 벡터와의 차이값을 나타내는 움직임 벡터 차분 정보 및 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계; 및 상기 현재 예측단위와 상기 결정된 참조블록 간의 레지듀 데이터를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 참조블록을 결정하는 단계는, 상기 획득된 레지듀 데이터와 상기 결정된 참조블록을 결합하여 상기 현재 예측단위의 복원블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. Acquiring the hypothesis estimation mode information, the motion vector difference information and the hypothesis estimation mode information indicating a difference between the motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector. Obtaining a; And obtaining residue data between the current prediction unit and the determined reference block, wherein the determining of the reference block comprises: combining the obtained residue data with the determined reference block to determine the current prediction unit; Generating a recovery block.
일 실시예에 따른 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계는, 상기 현재 부호화단위에 포함되는 상기 예측단위들에 대해 공통으로 결정된 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. Acquiring the hypothesis estimation mode information according to an embodiment may include acquiring the hypothesis estimation mode information determined in common with respect to the prediction units included in the current coding unit.
일 실시예에 따른 상기 둘 이상의 서브픽셀 거리들은 1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리를 포함하고, 상기 둘 이상의 직선 방향들은 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 방향들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 상기 가설추정모드는 상기 픽셀 단위 거리들 중에서 선택된 하나의 서브픽셀 거리와 상기 직선 방향들 중에서 선택된 하나의 직선 방향의 8가지 조합을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the two or more subpixel distances may comprise a quarter pixel distance and a half pixel distance, and the two or more straight directions may include directions of angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 °. Can be. The hypothesis estimation mode according to an embodiment may include eight combinations of one subpixel distance selected from the pixel unit distances and one linear direction selected from the linear directions.
일 실시예에 따른 상기 조합을 결정하는 단계는, 상기 부호화단위의 뎁스별로 상기 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 결정하는 단계; 상기 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 가설추정모드 정보에 대해 엔트로피 복호화하는 단계; 및 상기 엔트로피 복호화된 가설추정모드 정보에 기초하여 상기 현재 움직임 벡터를 위한 서브픽셀 거리 및 직선 방향의 조합을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The determining of the combination may include determining a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of the coding unit; Entropy decoding the hypothesis estimation mode information using four context models corresponding to the depth of the current coding unit; And determining a combination of a subpixel distance and a straight line direction for the current motion vector based on the entropy decoded hypothesis estimation mode information.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 추정 방법은, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 인터 예측을 위한 현재 움직임 벡터를 결정하는 단계; 상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서, 상기 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 직선 방향에 따라 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하는 단계; 및 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 상기 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 상기 소정 직선 방향의 조합을 나타내는 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보와 상기 예측단위들의 움직임 벡터 차분 정보를 출력하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a motion estimation method using a motion vector estimator includes: determining a current motion vector for inter prediction of a current prediction unit among prediction units included in a coding unit; Among the hypothesis predictor pixels located at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector, reference is made using blocks each including two hypothesis predictor pixels positioned along a predetermined linear direction with respect to the current predictor pixel. Determining a block; And outputting hypothesis estimation mode information of the coding unit and motion vector difference information of the prediction units indicating a combination of the predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and the predetermined linear direction selected from two or more linear directions. Steps.
일 실시예에 따른 상기 출력하는 단계는, 상기 현재 예측단위보다 먼저 부호화된 예측단위의 움직임 벡터와 상기 현재 움직임 벡터와의 차이값을 나타내는 상기 움직임 벡터 차분 정보 및 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계; 및 상기 현재 예측단위와 상기 결정된 참조블록 간의 레지듀 데이터를 출력하는 단계를 포함할 수 있다. The outputting may include outputting the motion vector difference information and the hypothesis estimation mode information indicating a difference between the motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector. ; And outputting residue data between the current prediction unit and the determined reference block.
일 실시예에 따른 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계는, 상기 현재 부호화단위에 포함되는 상기 예측단위들에 대해 공통으로 결정된 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다. The outputting of the hypothesis estimation mode information according to an embodiment may include outputting the hypothesis estimation mode information determined in common with respect to the prediction units included in the current coding unit.
일 실시예에 따라 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계는, 상기 부호화단위의 뎁스별로 상기 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 결정하는 단계; 및 상기 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 가설추정모드 정보를 엔트로피 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. The outputting of the hypothesis estimation mode information according to an embodiment may include: determining a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of the coding unit; And entropy encoding the hypothesis estimation mode information using four context models corresponding to the depth of the current coding unit.
일 실시예에 따라 상기 참조 블록을 결정하는 단계는, 상기 현재 추정자 픽셀을 중심으로 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 직선 방향들 중 각 방향에 따라 1/4픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들을 이용하여 RD 코스트를 산출하는 단계; 상기 산출된 RD 코스트들 중에서 RD 코스트가 가장 작은 방향에 따라, 1/2픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀을 이용하여 RD 코스트를 산출하는 단계; 상기 산출된 RD 코스트들 중에서 가장 작은 RD 코스트가 산출된 직선 방향과 서브픽셀 거리를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 직선 방향과 서브픽셀 거리에 기초하여 결정된 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들의 평균블록을 참조블록으로서 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The determining of the reference block according to an embodiment may include: positioning the reference block at a distance of 1/4 pixel in each of the linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 ° with respect to the current predictor pixel. Calculating an RD cost using hypothesis predictor pixels; Calculating an RD cost using a hypothesis estimator pixel located at a distance of 1/2 pixel in a direction in which the RD cost is the smallest among the calculated RD costs; Determining a linear direction and a subpixel distance from which the smallest RD cost is calculated among the calculated RD costs; And determining, as a reference block, an average block of blocks each including hypothesis predictor pixels determined based on the determined linear direction and the subpixel distance.
본 발명의 일 실시예에 따라 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 보상 장치는, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 현재 움직임 벡터 및 레지듀 데이터를 획득하고, 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보를 획득하는 정보 획득부; 상기 가설추정모드 정보에 기초하여, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합을 결정하는 가설추정모드 결정부; 및 상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 상기 소정 직선 방향에 따라 상기 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하고, 상기 획득된 레지듀 데이터와 상기 결정된 참조블록을 결합하여 상기 현재 예측단위의 복원블록을 생성하는 움직임 보상부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a motion compensation apparatus using a motion vector estimator obtains a current motion vector and residue data of a current prediction unit among prediction units included in a coding unit, and hypothesis estimation mode of the coding unit. An information obtaining unit obtaining information; A hypothesis estimation mode determination unit determining a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the hypothesis estimation mode information; And a reference block is determined using blocks each including two hypothetical predictor pixels positioned at the predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector in the predetermined linear direction. And a motion compensator for combining the determined reference blocks to generate a reconstruction block of the current prediction unit.
일 실시예에 따른 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 추정 장치는, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 인터 예측을 위한 현재 움직임 벡터를 결정하고, 상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서, 상기 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 직선 방향에 따라 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하는 움직임 추정부; 및 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 상기 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 상기 소정 직선 방향의 조합을 나타내는 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보를 출력하고, 상기 예측단위들마다 움직임 벡터의 차분 정보를 출력하는 정보 출력부를 포함한다. According to an embodiment, a motion estimation apparatus using a motion vector estimator may determine a current motion vector for inter prediction of a current prediction unit among prediction units included in a coding unit, and determine the current motion vector from the current predictor pixel indicated by the current motion vector. A motion estimator for determining a reference block from blocks among hypothesis predictors located at a predetermined subpixel distance, each block including two hypothesis estimator pixels positioned along a predetermined straight line with respect to the current estimator pixel; And output hypothesis estimation mode information of the coding unit indicating a combination of the predetermined subpixel distance selected from at least two subpixel distances and the predetermined linear direction selected from at least two linear directions, and output a motion vector of each prediction unit. And an information output unit for outputting difference information.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 추정 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a motion estimation method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 일 실시예에 따른 움직임 보상 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함한다. The present invention includes a computer readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a motion compensation method according to an embodiment.
이하 도 1 내지 도 13을 참조하여, 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초하는 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다. 이하, '영상'은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다. 또한, 도 14 내지 도 20을 참조하여, 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초하는 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법에서 수행되는 인터 예측을 위해, 다수의 가설 추정자를 이용하는 움직임 추정 방법과 그 장치, 그리고 움직임 보상 방법과 그 장치가 개시된다. Hereinafter, 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. Hereinafter, the 'image' may be a still image of the video or a video, that is, the video itself. In addition, referring to FIGS. 14 to 20, a motion estimation method using a plurality of hypothesis estimators for inter prediction performed in a video encoding method and a video decoding method based on a coding unit having a tree structure, and the same An apparatus, and a motion compensation method and apparatus are disclosed.
먼저, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초하는 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 상술된다. First, with reference to FIGS. 1 through 13, a video encoding technique and a video decoding technique based on coding units having a tree structure according to an embodiment are described in detail.
도 1 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.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.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 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.According to an embodiment, the video encoding apparatus 100 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a coding unit determiner 120 and an output unit 130. For convenience of description below, the video encoding apparatus 100 that includes video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment, is abbreviated as “video encoding apparatus 100”.
부호화 단위 결정부(120)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.The coding unit determiner 120 may partition the current picture based on a maximum coding unit that is a coding unit having a 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 according to an embodiment 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.
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.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. As 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.
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. As described above, 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.
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.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.
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.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.
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. 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.
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.As the depth of the maximum coding unit increases, the coding unit is divided into hierarchically and the number of coding units increases. In addition, even in the case of coding units having the same depth included in one largest coding unit, 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.
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. Accordingly, the coding unit determiner 120 according to an embodiment 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. Similarly, the coded depth for the current region may be determined independently of the coded depth for the other region.
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.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.
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. 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.
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.Since the number of coding units for each depth increases each time the maximum coding unit is divided for each depth, encoding including prediction encoding and transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens. For convenience of explanation, 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.
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.The video encoding apparatus 100 according to an embodiment 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.
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. For example, 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.
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. For prediction encoding of the largest 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. Hereinafter, 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.
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.For example, when a coding unit having a size of 2Nx2N (where N is a positive integer) is no longer split, it becomes a prediction unit of size 2Nx2N, and the size of a partition may be 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, or the like. According to an embodiment, 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.
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.The prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode. For example, the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N × 2N, 2N × N, N × 2N, and N × N. In addition, 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.
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. Also, the video encoding apparatus 100 according to an embodiment 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. In order to transform the coding unit, the transformation may be performed based on a transformation unit having a size smaller than or equal to the coding unit. For example, the transformation unit may include a data unit for intra mode and a transformation unit for inter mode.
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. In a similar manner to the coding unit according to the tree structure according to an embodiment, 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.
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.For a transform unit according to an embodiment, 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.
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.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.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 10 내지 21을 참조하여 상세히 후술한다.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 later in detail with reference to FIGS. 10 to 21.
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.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.
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. 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.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.The encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.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.
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.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.
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.If the current depth is not the coded 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.
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.Since 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. In addition, since the data of the largest coding unit is divided hierarchically according to the depth, 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.
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. Accordingly, the output unit 130 according to an embodiment 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. .
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.The minimum unit according to an embodiment is a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the 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.
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. For example, 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.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set; SPS) 또는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set; PPS) 등에 삽입될 수 있다. The information on the maximum size and the depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP can be found in a header of a bitstream, a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), or the like. Can be inserted.
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. In addition, 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.
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.According to an embodiment of the simplest form of the video encoding apparatus 100, 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. In addition, 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.
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.Accordingly, 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.
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.Therefore, if an image having a very high resolution or a very large data amount is encoded in an existing macroblock unit, the number of macroblocks per picture is excessively increased. Accordingly, since the compressed information generated for each macroblock increases, the transmission burden of the compressed information increases, and the data compression efficiency tends to decrease. Therefore, the video encoding apparatus according to an embodiment 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.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.2 is a block diagram of a video decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 심볼 획득부(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.According to an embodiment, the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure includes a symbol acquirer 220 and an image data decoder 230. For convenience of description below, the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment, is abbreviated as “video decoding apparatus 200”.
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 1 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다. 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 refer to FIG. 1 and the video encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
심볼 획득부(220)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. The symbol obtainer 220 receives and parses a bitstream of the 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.
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. Also, 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.
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. 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. In addition, split information for each depth may be extracted as the coded depth information.
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.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. Information about a coded depth and an encoding mode determined to repeatedly perform encoding for each unit to generate a minimum encoding error. Therefore, the video decoding apparatus 200 may reconstruct an image by decoding data according to an encoding method that generates a minimum encoding error.
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. Since the encoded information about the coded depth and the encoding mode according to an embodiment may be allocated to a predetermined data unit among the corresponding coding unit, the prediction unit, and the minimum unit, 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.
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.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.
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.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. .
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. In addition, 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.
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. 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.
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. In other words, by observing the encoding information set for a predetermined data unit among the coding unit, the prediction unit, and the minimum unit, the data units having the encoding information including the same split information are gathered, and 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.
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.As a result, 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.
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.Therefore, even if a high resolution image or an excessively large amount of data is used, 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.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.3 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present invention.
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.As an example of a coding unit, 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.
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 10에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.As for the video data 310, the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2. For the video data 320, the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3. As for the video data 330, 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. 10 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
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.When the resolution is high or the amount of data is large, it is preferable that 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.
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. Since the maximum depth of the video data 310 is 2, 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. On the other hand, since the maximum depth of the video data 330 is 1, 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.
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.Since the maximum depth of the video data 320 is 3, 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.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 블록도를 도시한다.4 is a block diagram of an image encoder 400 based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
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.The image encoder 400 according to an embodiment 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.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.Data output from the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 is output as a quantized transform coefficient through the transform unit 430 and the quantization unit 440. The quantized transform coefficients are restored to the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the inverse transformer 470, and the recovered data of the spatial domain is passed through the deblocking block 480 and the loop filtering unit 490. Processed and output to the reference frame 495. The quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다. In order to be applied to the video encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment, the intra predictor 410, the motion estimator 420, the motion compensator 425, and the transform unit may be components of the image encoder 400. 430, quantizer 440, entropy encoder 450, inverse quantizer 460, inverse transform unit 470, deblocking unit 480, and loop filtering unit 490 are all maximal per maximum coding unit. In consideration of the depth, a task based on each coding unit among the coding units having a tree structure should be performed.
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. In particular, 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. And 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.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 블록도를 도시한다.5 is a block diagram of an image decoder 500 based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
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. 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.
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.For the image data of the spatial domain, 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
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.Data in the spatial domain that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 to be output to the reconstructed frame 595. In addition, the post-processed data through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 may be output as the reference frame 585.
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.In order to decode the image data in the image data decoder 230 of the video decoding apparatus 200, step-by-step operations after the parser 510 of the image decoder 500 according to an embodiment may be performed.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다. In order to be applied to the video decoding apparatus 200 according to an embodiment, the parser 510, the entropy decoder 520, the inverse quantizer 530, and the inverse transform unit 540, which are components of the image decoder 500, may be used. ), The intra predictor 550, the motion compensator 560, the deblocking unit 570, and the loop filtering unit 580 must all perform operations based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit. do.
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.In particular, 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. .
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.6 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present invention.
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.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.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.The hierarchical structure 600 of a coding unit according to an embodiment illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is four. In this case, 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. In addition, 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.
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) 및 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최하위 심도의 부호화 단위이며 최소 부호화 단위이다.That is, 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 deeper 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. A coding unit 640 of depth 3 having a size of 8 × 8 is a coding unit having a lowest depth and is a minimum coding unit.
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. 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.
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. Similarly, 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.
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. Similarly, 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.
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. Similarly, 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.
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. The coding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment may determine a coding depth of the maximum coding unit 610. The coding unit of each depth included in the maximum coding unit 610. Encoding must be performed every time.
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.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.
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. For each depth coding, 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. . In addition, 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.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.7 illustrates a relationship between coding units and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
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.The video encoding apparatus 100 according to an embodiment or the video decoding apparatus 200 according to an embodiment 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.
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. For example, in the video encoding apparatus 100 or the video decoding apparatus 200 according to the embodiment, when the current coding unit 710 is 64x64 size, the 32x32 size conversion unit 720 is The conversion can be performed.
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.In addition, 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.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.8 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present invention.
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.The output unit 130 of the video encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment 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.
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.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. For example, 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. In this case, 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.
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.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.
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.In addition, the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit. For example, 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.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 심볼 획득부(220)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.The symbol obtainer 220 of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may include information about a partition type 800, information 810 about a prediction mode, and a transform unit size for each depth-based coding unit. The information 820 may be extracted and used for decoding.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.9 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present invention.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다. 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.
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.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.
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.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. 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.
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.If the encoding error by one of the partition types 912, 914, and 916 of sizes 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0, and N_0x2N_0 is the smallest, it is no longer necessary to divide it into lower depths.
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. If the encoding error of the partition type 918 having the size N_0xN_0 is the smallest, 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. We can search for the minimum coding error.
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. The prediction unit 940 for predictive encoding of the coding unit 930 having a depth of 1 and a size of 2N_1x2N_1 (= N_0xN_0) includes a partition type 942 having a size of 2N_1x2N_1, a partition type 944 having a size of 2N_1xN_1, and a partition type having a size of N_1x2N_1. 946, a partition type 948 of size N_1 × N_1 may be included.
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. In addition, if the encoding error due to the partition type 948 having the size N_1xN_1 is the smallest, 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.
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. When the maximum depth is d, 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.
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. Among the partition types, 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. .
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.Even if the encoding error of the partition type 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) is the smallest, the maximum depth is d, so 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. In addition, since the maximum depth is d, split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
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. The data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit. According to an embodiment, 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. Through this iterative encoding process, 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.
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. In this way, 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. In addition, 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'.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 심볼 획득부(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.The symbol acquirer 220 of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may extract information about a coding depth and a prediction unit of the coding unit 900 and use the same to decode the coding unit 912. The video decoding apparatus 200 according to an embodiment may identify a depth having split information of '0' as a coding depth using split information for each depth, and may use the decoding depth by using information about an encoding mode for a corresponding depth. have.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.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.
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.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.
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. If the depth-based coding units 1010 have a depth of 0, the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1, and the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths. 2, coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three, and coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
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. Some of the 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.
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.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. In addition, 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.
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. Accordingly, coding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit to determine an optimal coding unit. Thus, 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.
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)
Table 1
Segmentation information 0 (coding for coding units of size 2Nx2N of current depth d) Split information 1
Prediction mode Partition type Transformation unit size Iterative coding for each coding unit of lower depth d + 1
Intra interskip (2Nx2N only) Symmetric partition type Asymmetric Partition Type Conversion unit split information 0 Conversion unit split information 1
2Nx2N2NxNNx2NNxN 2NxnU2NxnDnLx2NnRx2N 2Nx2N NxN (symmetric partition type) N / 2xN / 2 (asymmetric partition type)
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 심볼 획득부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.The output unit 130 of the video encoding apparatus 100 according to an embodiment outputs encoding information about coding units having a tree structure, and the symbol obtainer 220 of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment. ) May extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
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.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.
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. 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.
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. 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 symmetrical ratio, and the asymmetric partition types 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, which are divided by the asymmetrical ratio. Can be. 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.
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. 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.
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.Encoding information of coding units having a tree structure according to an embodiment 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.
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.Therefore, if 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. In addition, since 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.
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.Therefore, in this case, when the current coding unit is predicted with reference to the neighboring data unit, 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.
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.In another embodiment, 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.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.FIG. 13 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1. FIG.
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. 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.
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. 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.
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.For example, when the partition type information is set to one of the symmetric partition types 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, and NxN 1328, if 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.
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.When 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.
도 20을 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. Although the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 20 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 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.
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. In this case, when the transformation unit split information according to an embodiment is used together with the maximum size of the transformation unit and the minimum size of the transformation unit, the size of the transformation unit actually used may be expressed. The video encoding apparatus 100 according to an embodiment 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 according to an embodiment 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.
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.For example, (a) if the current coding unit is 64x64 in size and the maximum transform unit size is 32x32, (a-1) when the transform unit split information is 0, the size of the transform unit is 32x32, (a-2) When the split information is 1, the size of the transform unit may be set to 16 × 16, and (a-3) when the split unit information is 2, the size of the transform unit may be set to 8 × 8.
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.As another example, (b) if the current coding unit is size 32x32 and the minimum transform unit size is 32x32, (b-1) when the transform unit split information is 0, the size of the transform unit may be set to 32x32. Since the size cannot be smaller than 32x32, no further conversion unit split information can be set.
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.As another example, (c) if the current coding unit is 64x64 and the maximum transform unit split information is 1, the transform unit split information may be 0 or 1, and no other transform unit split information may be set.
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.Therefore, when the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex', the minimum transform unit size is 'MinTransformSize', and 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.
CurrMinTuSizeCurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)= 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.Compared to the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit, '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.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다. According to an embodiment, the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
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.For example, if the current prediction mode is the inter mode, RootTuSize may be determined according to the following relation (2). In relation (2), 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size and 'PUSize' represents the current prediction unit size.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)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.That is, when the current prediction mode is the inter mode, '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.
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. If the prediction mode of the current partition unit is a mode when the prediction mode is an intra mode, 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below. 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3) 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.That is, if the current prediction mode is the intra mode, 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.
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. However, it should be noted that 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.
도 1 내지 13를 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.According to the video encoding method based on the coding units of the tree structure described above with reference to FIGS. 1 to 13, the image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the video decoding method based on the coding units of the tree structure. As a result, decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video that is a picture sequence. The reconstructed video can be played back by a playback device, stored in a storage medium, or transmitted over a network.
이하 도 14 내지 도 20을 참조하여, 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초하는 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법에서 수행되는 인터 예측을 위해, 다수의 가설 추정자를 이용하는 움직임 추정 기법과 움직임 보상 기법이 개시된다. Hereinafter, referring to FIGS. 14 to 20, a motion estimation technique using a plurality of hypothesis estimators and motion compensation for inter prediction performed in a video encoding technique and a video decoding technique based on coding units having a tree structure according to an embodiment The technique is disclosed.
인터 예측은 현재 영상과 다른 영상 간의 유사성을 이용한다. 현재 영상보다 먼저 복원된 참조영상 내에서, 현재 영상의 현재영역과 유사한 참조영역이 검출된다. 현재영역과 참조영역 간의 좌표상의 거리가 움직임 벡터로 표현되고, 현재영역과 참조영역 간의 픽셀값들의 차이가 레지듀 데이터로 표현된다. 따라서 현재 영역에 대한 인터 예측에 의해, 현재 영역의 영상 정보를 직접 출력하는 대신에, 참조영상을 가리키는 인덱스, 움직임 벡터 및 레지듀 데이터가 출력될 수 있다.Inter prediction uses similarity between the current image and another image. In the reference picture reconstructed before the current picture, a reference area similar to the current area of the current picture is detected. The distance in coordinates between the current region and the reference region is represented by a motion vector, and the difference between pixel values between the current region and the reference region is represented by residual data. Accordingly, instead of directly outputting image information of the current region, index, motion vector, and residue data indicating a reference image may be output by inter prediction of the current region.
인터 예측 동작은 크게, 현재 영상을 위한 참조 영상, 움직임 벡터 및 레지듀 데이터를 결정하기 위한 움직임 추정 동작과, 참조 영상, 움직임 벡터 및 레지듀 데이터를 이용하여 현재 영상을 복원하는 움직임 보상 동작으로 구분할 수 있다. 도 14를 참조하여 일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400)의 동작이 후술되고, 도 15를 참조하여 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)의 동작이 후술된다.The inter prediction operation can be broadly classified into a motion estimation operation for determining a reference picture, a motion vector, and a residual data for the current picture, and a motion compensation operation for reconstructing the current picture using the reference picture, the motion vector, and the residue data. Can be. An operation of the motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment will be described below with reference to FIG. 14, and an operation of the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment will be described below with reference to FIG. 15.
또한, 일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)는 각 영상의 블록별로 인터 예측을 수행할 수 있다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형일 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수도 있다. 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되는 것은 아니다. Also, the motion estimation apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment may perform inter prediction for each block of each image. The type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. It is not limited to data units of a certain size.
일 실시예에 따른 인터 예측을 위한 데이터 블록은, 예측 단위( 또는 파티션)일 수 있다. 전술한 바와 같이, 트리구조에 따른 부호화단위들 중에서는, 각 최대 부호화 단위가 다수의 부호화단위들로 분할되고, 각 부호화단위가 하나 이상의 예측단위로 분할될 수 있다. 하나의 부호화단위에 포함된 예측단위들이라도, 예측단위별로 움직임 추정이 수행되어, 예측단위별로 움직임 벡터, 레지듀 데이터 등이 결정될 수 있다. According to an embodiment, a data block for inter prediction may be a prediction unit (or partition). As described above, among coding units having a tree structure, each maximum coding unit may be divided into a plurality of coding units, and each coding unit may be divided into one or more prediction units. Even in prediction units included in one coding unit, motion estimation may be performed for each prediction unit, and thus a motion vector and residue data may be determined for each prediction unit.
따라서, 이하 도 14 및 15를 참조하여 트리구조에 따른 부호화단위들과 예측단위에 대해 인터 예측을 수행하는 움직임 추정 장치(1400) 및 움직임 보상 장치(1500)를 동작들이 상술된다.Accordingly, operations of the motion estimation apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 that perform inter prediction on coding units and prediction units having a tree structure will be described in detail with reference to FIGS. 14 and 15.
도 14 는 일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400)의 블록도를 도시한다.14 is a block diagram of a motion estimation apparatus 1400, according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400)는, 움직임 추정부(1410) 및 정보 출력부(1420)를 포함한다.The motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment includes a motion estimation unit 1410 and an information output unit 1420.
일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 영상의 트리구조에 따른 부호화단위들 중에서 부호화단위에 포함된 예측단위별로 움직임 추정을 수행할 수 있다. The motion estimator 1410 according to an embodiment may perform motion estimation for each prediction unit included in a coding unit among coding units having a tree structure of an image.
일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 인터 예측을 위한 현재 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 움직임 추정 과정에서 움직임 벡터를 결정하기 위해, 참조영상 중에서 현재 예측단위와 가장 유사한 블록을 검색하는 동작이 수행될 수 있다. 움직임 벡터는, 검색된 블록의 위치와 현재 예측단위와의 위치 차이를 나타내는 벡터로 결정될 수 있다. The motion estimator 1410 may determine a current motion vector for inter prediction of the current prediction unit, from among prediction units included in the coding unit. In order to determine the motion vector in the motion estimation process, an operation of searching for a block most similar to the current prediction unit from the reference picture may be performed. The motion vector may be determined as a vector representing a position difference between the position of the found block and the current prediction unit.
움직임 추정부(1420)는, 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀을 중심으로 더 정밀한 정확도로 움직임 벡터를 결정하기 위해, 현재 추정자 픽셀에 추가로 가설 추정자 픽셀들을 더 이용할 수 있다. The motion estimator 1420 may further use hypothetical predictor pixels in addition to the current estimator pixel to determine the motion vector with more precise accuracy around the current estimator pixel indicated by the current motion vector.
일 실시예에 따른 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀은, 소정 정확도의 픽셀 단위로 결정될 수 있다. 인터 예측을 위해 참조 영상의 서브픽셀들이 보간(interpolation)되는 경우에, 움직임 벡터는 서브픽셀 단위로 결정될 수 있다. 현재 추정자 픽셀이 서브픽셀일 때, 가설 추정자 픽셀들도 현재 추정자 픽셀에 이웃하는 서브픽셀들 중에서 결정될 수 있다. 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 방향에 위치하는 둘 이상의 가설 추정자 픽셀들이 선택될 수 있다.According to an embodiment, the current predictor pixel indicated by the current motion vector may be determined in units of pixels with a certain accuracy. When subpixels of a reference picture are interpolated for inter prediction, a motion vector may be determined in units of subpixels. When the current estimator pixel is a subpixel, hypothetical predictor pixels may also be determined among the subpixels neighboring the current estimator pixel. Two or more hypothesis predictor pixels positioned in a predetermined direction with respect to the current estimator pixel may be selected.
예를 들어, 참조 영상의 너비 및 높이가 각각 1/4픽셀 단위의 정확도로 보간된 경우에, 현재 추정자 픽셀들은 보간된 참조 영상의 1/4픽셀 거리마다 위치한 서브픽셀들을 가리킬 수 있다. 따라서, 현재 추정자 픽셀의 x좌표값 및 y좌표값이 1/4픽셀 단위로 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 가설 추정자 픽셀들도 현재 추정자 픽셀로부터 1/4픽셀 거리 또는 1/2픽셀 거리에 위치하는 서브픽셀 단위로 결정될 수 있다. 서브픽셀 단위로 보간된 참조영상을 가리키는 움직임 벡터로부터 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자를 이용함으로써, 서브픽셀 단위로 보간된 참조영상에서 가장 유사한 참조블록이 결정될 수 있다.For example, when the width and height of the reference image are interpolated with an accuracy of 1/4 pixels, respectively, the current predictor pixels may refer to subpixels located every 1/4 pixel distance of the interpolated reference image. Therefore, the x coordinate value and the y coordinate value of the current estimator pixel may be determined in units of 1/4 pixels. Hypothesis predictor pixels according to an embodiment may also be determined in units of subpixels located at a 1/4 pixel distance or a 1/2 pixel distance from the current predictor pixel. By using a hypothesis estimator located at a subpixel distance from a motion vector indicating a reference image interpolated in subpixel units, the most similar reference block may be determined in the reference image interpolated in subpixel units.
참조영상 중에서 현재 예측단위의 움직임 벡터가 가르키는 가설 추정자 픽셀은, 참조블록의 대표 픽셀일 수 있다. 예를 들어, 가설 추정자 픽셀의 참조블록의 좌측상단 픽셀일 수 있다. 따라서 가설 추정자 픽셀이 결정되면 가설 추정자 픽셀을 포함하는 예측단위와 동일한 크기의 참조블록이 결정될 수 있다. 따라서 현재 추정자 픽셀을 중심으로 가설 추정자 픽셀이 결정되면 가설 추정자 픽셀을 포함하는 참조블록이 결정될 수 있을 것이다.The hypothesis predictor pixel indicated by the motion vector of the current prediction unit in the reference image may be a representative pixel of the reference block. For example, the pixel may be the upper left pixel of the reference block of the hypothesis predictor pixel. Therefore, when the hypothesis predictor pixel is determined, a reference block having the same size as the prediction unit including the hypothesis predictor pixel may be determined. Therefore, when the hypothesis predictor pixel is determined based on the current estimator pixel, a reference block including the hypothesis predictor pixel may be determined.
또한, 일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 현재 추정자 픽셀로부터 서브픽셀 거리에 위치하는 다수의 가설 추정자 픽셀들 중에서 추정자 픽셀을 결정할 수 있다. 또한 다수의 가설 추정자 픽셀들을 조합하여 하나의 추정자 픽셀을 생성할 수도 있다.Also, the motion estimator 1410 may determine an estimator pixel from among a plurality of hypothetical estimator pixels positioned at a subpixel distance from a current estimator pixel. Also, one predictor pixel may be generated by combining a plurality of hypothesis predictor pixels.
일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 현재 추정자 픽셀로부터 일정한 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 일직선상에 위치하며 서로 마주보는 가설 추정자 픽셀들을 선택할 수 있다. According to an exemplary embodiment, the motion estimator 1410 may select hypothetical predictor pixels positioned in a straight line with respect to the current predictor pixel and facing each other among hypothesis predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel. have.
예를 들어 움직임 추정부(1410)는, 현재 추정자 픽셀로부터 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 직선 방향에 따라 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 선택하고, 선택된 두 가설 추정자 픽셀들을 이용하여 추정자 픽셀을 결정할 수 있다. For example, the motion estimator 1410 selects two hypothesis predictor pixels positioned along a predetermined straight line direction from the current estimator pixel among the hypothesis predictor pixels located at a predetermined subpixel distance from the current estimator pixel, and selects the selected hypothesis predictor pixels. Two hypothesis estimator pixels may be used to determine an estimator pixel.
일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 선택된 두 가설 추정자 픽셀들의 움직임 벡터들의 내합을 가리키는 추정자 픽셀을 결정할 수 있다. 따라서 선택된 제1 가설 추정자 픽셀은 제1 가설 추정자 픽셀을 포함하는 제1 참조블록을 대표하고, 제2 가설 추정자 픽셀은 제2 가설 추정자 픽셀을 포함하는 제2 참조블록을 대표한다. 따라서, 추정자 픽셀이 가리키는 참조블록은, 제1 참조블록과 제2 참조블록의 픽셀위치별로 픽셀값의 평균치로 구성된 블록일 수 있다. According to an exemplary embodiment, the motion estimator 1410 may determine an estimator pixel indicating a sum of motion vectors of two selected hypothesis estimator pixels. Therefore, the selected first hypothesis predictor pixel represents a first reference block including the first hypothesis predictor pixel, and the second hypothesis predictor pixel represents a second reference block including the second hypothesis predictor pixel. Accordingly, the reference block indicated by the estimator pixel may be a block composed of an average value of pixel values for each pixel position of the first reference block and the second reference block.
따라서, 일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 현재 추정자 픽셀로부터 소정 직선 방향 및 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 이용하여, 최종적으로 참조블록을 결정할 수 있다. Accordingly, the motion estimator 1410 may finally determine the reference block by using two hypothetical estimator pixels positioned in a predetermined linear direction and a predetermined subpixel distance from the current estimator pixel.
일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 현재 예측단위와 결정된 참조블록 간의 레지듀 데이터를 생성할 수 있다. The motion estimation unit 1410 according to an embodiment may generate residual data between the current prediction unit and the determined reference block.
일 실시예에 따른 정보 출력부(1420)는, 현재 예측단위보다 먼저 부호화된 예측단위의 움직임 벡터와 현재 움직임 벡터와의 차이값을 나타내는 움직임 벡터 차분 정보를 출력할 수 있다. 움직임 벡터 차분 정보는 예측단위마다 출력될 수 있다. 정보 출력부(1420)는 예측단위별로, 현재 예측단위와 참조블록 간의 레지듀 데이터를 출력할 수 있다. The information output unit 1420 according to an embodiment may output motion vector difference information indicating a difference value between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector. The motion vector difference information may be output for each prediction unit. The information output unit 1420 may output residue data between the current prediction unit and the reference block for each prediction unit.
일 실시예에 따른 정보 출력부(1420)는, 부호화단위에 포함된 예측단위들의 움직임 벡터 차분정보 뿐만 아니라, 해당 부호화단위의 가설추정모드 정보를 출력할 수 있다. The information output unit 1420 according to an embodiment may output not only motion vector difference information of prediction units included in a coding unit, but also hypothesis estimation mode information of a corresponding coding unit.
일 실시예에 따른 가설추정모드 정보는, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서 선택된 두 가설 추정자 픽셀들을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. The hypothesis estimation mode information according to an embodiment may include information indicating two hypothesis predictor pixels selected from hypothesis predictor pixels positioned around the current estimator pixel.
일 실시예에 따른 정보 출력부(1420)는, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 직선 방향에 따라 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들을 선택하므로, 추정자 픽셀을 결정하기 위해 선택된 직선 방향 및 서브픽셀 거리의 조합을 나타내는 정보를 생성할 수 있다. Since the information output unit 1420 selects hypothetical predictor pixels located at a predetermined subpixel distance in a predetermined straight line direction with respect to the current predictor pixel, the selected linear direction and subpixels for determining the predictor pixel are selected. Information representing the combination of distances can be generated.
예를 들어, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와, 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합을 나타내는 가설추정모드 정보가 생성되어 출력될 수 있다. For example, hypothesis estimation mode information indicating a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions may be generated and output.
일 실시예에 따른 움직임 추정부(1420)는, 부호화단위마다 가설추정모드를 결정할 수 있다. 하나의 부호화단위에 포함된 예측단위들에는 공통의 가설추정모드 정보가 할당될 수 있다. 따라서, 부호화단위에 포함된 예측단위마다 동일한 가설추정모드가 적용될 수 있다.The motion estimator 1420 according to an embodiment may determine a hypothesis estimating mode for each coding unit. Common hypothesis estimation mode information may be allocated to prediction units included in one coding unit. Therefore, the same hypothesis estimation mode may be applied to each prediction unit included in the coding unit.
이에 따라 정보 출력부(1420)는, 예측단위들마다 움직임 벡터의 차분 정보를 출력하고, 부호화단위마다 가설추정모드 정보를 출력할 수 있다. Accordingly, the information output unit 1420 may output difference information of the motion vector for each prediction unit, and output hypothesis estimation mode information for each coding unit.
예를 들어, 부호화단위가 제1, 2 예측단위들을 포함하는 경우에, 정보 출력부(1420)는 제1 예측단위에 대한 움직임 벡터 차분 정보를 먼저 출력하고 부호화단위의 가설추정모드 정보를 출력한 후에, 제2 예측단위의 움직임 벡터 차분 정보를 출력할 수 있다. For example, when the coding unit includes the first and second prediction units, the information output unit 1420 first outputs motion vector difference information for the first prediction unit, and outputs hypothesis estimation mode information of the coding unit. Thereafter, motion vector difference information of the second prediction unit may be output.
다른 예로, 부호화단위에 대한 가설추정모드 정보가 출력된 후에, 제1, 2 예측단위별로 움직임 벡터 차분 정보가 출력될 수도 있다. As another example, after the hypothesis estimation mode information about the coding unit is output, the motion vector difference information may be output for each of the first and second prediction units.
일 실시예에 따른 둘 이상의 서브픽셀 거리들은 1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리를 포함할 수 있다. 1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리는 각각, 이웃하는 정수픽셀들 사이가 4등분한 지점 사이의 최소거리 및 2등분한 지점들 사이의 최소 거리를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 둘 이상의 직선 방향들은 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 방향들을 포함할 수 있다. According to an embodiment, two or more subpixel distances may include a quarter pixel distance and a half pixel distance. The quarter pixel distance and the half pixel distance may each represent a minimum distance between quartered points between neighboring integer pixels and a minimum distance between spotted points. Two or more linear directions according to one embodiment may include directions of angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 °.
따라서, 일 실시예에 따른 가설추정모드는, 2가지의 픽셀 단위 거리들 중에서 선택된 하나의 서브픽셀 거리와 4가지의 직선 방향들 중에서 선택된 하나의 직선 방향의 조합으로 구성되므로, 총 8가지 조합을 포함할 수 있다. Therefore, the hypothesis estimation mode according to an embodiment is composed of a combination of one subpixel distance selected from two pixel unit distances and one linear direction selected from four linear directions, and thus, a total of eight combinations are selected. It may include.
일 실시예에 따른 정보 출력부(1420)는, 가설추정모드 정보에 대해 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어 CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 기법에 따른 엔트로피 부호화를 위해, 일 실시예에 따른 정보 출력부(1420)는, 가설추정모드 정보의 각 빈(bin)마다 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다. 예를 들어 가설추정모드 정보가 4비트라면, 4개의 빈마다 컨텍스트 모델이 하나씩 결정되므로 총 4개의 컨텍스트 모델이 결정될 수 있다. The information output unit 1420 according to an embodiment may perform entropy encoding on the hypothesis estimation mode information. For example, for entropy encoding according to context-based adaptive binary arithmetic coding (CABAC), the information output unit 1420 according to an embodiment may determine a context model for each bin of hypothesis estimation mode information. have. For example, if the hypothesis estimation mode information is 4 bits, one context model is determined for every four bins, so a total of four context models may be determined.
또한, 일 실시예에 따른 정보 출력부(1420)는, 현재 부호화단위의 뎁스(심도)별로 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3가지 뎁스의 부호화단위가 존재한다면, 각 뎁스마다 가설추정모드 정보를 위해 4개의 컨텍스트 모델이 필요하므로, 정보 출력부(1420)는, 가설추정모드 정보를 위해 총 12개의 컨텍스트 모델을 결정될 수 있다. In addition, the information output unit 1420 according to an embodiment may determine the context model of the hypothesis estimation mode information for each depth (depth) of the current coding unit. For example, if three depth coding units exist, four context models are required for hypothesis estimation mode information for each depth, and thus the information output unit 1420 includes a total of 12 context models for hypothesis estimation mode information. Can be determined.
일 실시예에 따른 정보 출력부(1420)는, 이전 컨텍스트를 기초로 미리 결정된 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델들 중에서, 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 선택하고, 선택된 컨텍스트 모델을 이용하여 가설추정모드 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. The information output unit 1420 according to an embodiment selects four context models corresponding to the depth of the current coding unit from among context models of the hypothesis estimation mode information determined based on the previous context, and selects the selected context model. The hypothesis estimation mode information can be entropy-encoded.
이런 식으로 정보 출력부(1420)는, 비디오를 부호화하여 생성된 심볼들에 대해 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성하고 출력할 수 있다. In this way, the information output unit 1420 may generate and output a bitstream by entropy encoding the symbols generated by encoding the video.
일 실시예에 따른 움직임 추정부(1410)는, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 직선 방향들 중에서, 각 방향에 따라 1/4픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들을 이용하여 RD 코스트를 산출할 수 있다. 움직임 추정부(1410)는, 산출된 RD 코스트들 중에서 RD 코스트가 가장 작은 방향에 따라, 추가로 1/2픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들을 이용하여 RD 코스트를 더 산출할 수 있다. 1/4픽셀 거리에서 각 방향별로 RD 코스트를 4회 산출하고, 1/2픽셀 거리에서 소정 방향으로 RD 코스트를 1회 산출하므로, RD 코스트를 총 5회 산출할 수 있다. The motion estimator 1410 according to an exemplary embodiment includes a hypothesis that is located at a distance of 1/4 pixel in each of the linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 ° with respect to the current estimator pixel. The estimator pixels can be used to calculate the RD cost. The motion estimator 1410 may further calculate an RD cost by using hypothetical estimator pixels positioned at a distance of 1/2 pixel further along the direction in which the RD cost is the smallest among the calculated RD costs. Since the RD cost is calculated four times in each direction at a 1/4 pixel distance and the RD cost is calculated once in a predetermined direction at a 1/2 pixel distance, the RD cost can be calculated a total of five times.
이렇게 방향과 서브픽셀 거리의 조합별로 산출된 RD 코스트들 중에서 가장 작은 RD 코스트를 검출하고, 가장 작은 RD 코스트에 대응하는 직선 방향과 서브픽셀 거리에 따라 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 이용하여 추정자 픽셀이 결정될 수 있다. 현재 추정자 픽셀을 중심으로 직선 방향에 따라 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들의 평균블록이 참조블록으로서 결정될 수 있다. The smallest RD cost is detected among the RD costs calculated for each combination of the direction and the subpixel distance, and the estimator pixel is detected by using two hypothetical predictor pixels positioned according to the linear direction and the subpixel distance corresponding to the smallest RD cost. Can be determined. An average block of blocks each including two hypothesis predictor pixels positioned at a subpixel distance along a straight line direction with respect to the current predictor pixel may be determined as a reference block.
일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400)는, 움직임 추정부(1410) 및 정보 출력부(1420)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 움직임 추정부(1410) 및 정보 출력부(1420)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 움직임 추정 장치(1400)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 인터 예측 장치(10)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 움직임 추정부(1410) 및 정보 출력부(1420)가 제어될 수도 있다.The motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment may include a central processor (not shown) that collectively controls the motion estimation unit 1410 and the information output unit 1420. Alternatively, the motion estimator 1410 and the information output unit 1420 are operated by their own processors (not shown), and the motion estimation device 1400 operates as a whole as the processors (not shown) operate organically with each other. May be Alternatively, the motion estimator 1410 and the information output unit 1420 may be controlled by the control of an external processor (not shown) of the inter prediction apparatus 10 according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400)는, 움직임 추정부(1410) 및 정보 출력부(1420)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 움직임 추정 장치(1400)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.The motion estimation apparatus 1400 according to an exemplary embodiment may include one or more data storage units (not shown) in which input / output data of the motion estimation unit 1410 and the information output unit 1420 are stored. The motion estimation apparatus 1400 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
따라서, 일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400)는, 현재 움직임 벡터에 추가로, 현재 추정자 픽셀로부터 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자들을 추가적으로 이용하여 참조블록을 결정하므로 인터 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 움직임 추정 장치(1400)는, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 가설 추정자들이 위치하는 방향과 서브픽셀 거리의 조합을 발생가능성이 높은 특정 조합들로만 제한하므로, 가설 추정자들을 신속하게 선택할 수 있다. 또한 선택된 가설 추정자들에 대한 정보의 전송비트수를 최소화함으로써, 가설추정모드 정보를 포함하는 부호화 심볼들의 비트레이트를 향상시킬 수 있다. Accordingly, the motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment may improve the accuracy of inter prediction because the motion estimation apparatus 1400 determines a reference block by additionally using hypothesis estimators located at a subpixel distance from a current predictor pixel in addition to the current motion vector. Can be. In addition, the motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment limits the combination of the direction in which the hypothesis estimator is located and the subpixel distance with respect to the current estimator pixel only to specific combinations that are likely to occur, thereby quickly selecting the hypothesis estimator. Can be. In addition, by minimizing the number of transmission bits of information on the selected hypothesis estimator, the bit rate of the coded symbols including the hypothesis estimation mode information may be improved.
도 15 는 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)의 블록도를 도시한다.15 is a block diagram of a motion compensation apparatus 1500 according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)는, 정보 획득부(1510), 가설추정모드 결정부(1520) 및 움직임 보상부(1530)를 포함한다. The motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment includes an information acquisition unit 1510, a hypothesis estimation mode determiner 1520, and a motion compensation unit 1530.
일 실시예에 따른 정보 획득부(1510)는, 부호화단위에 포함된 예측단위들마다, 현재 예측단위의 현재 움직임 벡터 및 레지듀 데이터를 획득할 수 있다. 현재 움직임 벡터 대신에 예측단위별로 움직임 벡터 차분 정보가 획득될 수도 있다. The information acquirer 1510 may acquire a current motion vector and residue data of the current prediction unit for each prediction unit included in the coding unit. Instead of the current motion vector, motion vector difference information may be obtained for each prediction unit.
또한, 일 실시예에 따른 정보 획득부(1510)는, 부호화된 심볼들의 비트스트림을 수신한 경우에는 비트스트림으로부터 심볼들을 파싱하여 부호화 정보들을 획득할 수 있다. 정보 획득보(1510)는, 비트스트림의 파싱 동작을 통해 비트스트림으로부터 부호화단위의 가설추정모드 정보를 획득할 수 있다. In addition, when receiving the bitstream of the encoded symbols, the information acquisition unit 1510 may obtain encoded information by parsing the symbols from the bitstream. The information acquirer 1510 may obtain hypothesis estimation mode information of a coding unit from the bitstream through a parsing operation of the bitstream.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)는, 엔트로피 부호화된 비트스트림을 수신할 수 있다. 이 경우에 정보 획득부(1510)는, 비트스트림에 비해 엔트로피 복호화를 수행하여 부호화단위의 가설추정모드 정보를 획득하고, 예측단위들의 움직임 벡터 차분 정보 및 레지듀 데이터를 획득할 수 있다. 다만, 비트스트림으로부터 획득된 레지듀 데이터는 역양자화 및 역변환 동작을 통해 공간영역의 레지듀 데이터로 복원될 수 있다. The motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment may receive an entropy coded bitstream. In this case, the information acquirer 1510 may perform entropy decoding on the bitstream to obtain hypothesis estimation mode information of the coding unit, and to obtain motion vector difference information and residue data of the prediction units. However, residue data obtained from a bitstream may be restored to residue data of a spatial domain through inverse quantization and inverse transform operations.
다른 예로 따른 움직임 보상 장치(1500)는, 다른 영상의 움직임 추정을 위한 참조영상을 생성하기 위하여, 먼저 부호화된 영상의 부호화단위의 가설추정모드 정보와, 예측단위들의 움직임 벡터 차분 정보가 스토리지에 저장되어 있다면, 스토리지로부터 부호화단위의 가설추정모드 정보, 예측단위들의 움직임 벡터 차분 정보를 획득할 수 있다. 레지듀 데이터는, 양자화된 변환계수들에 대해 역양자화 및 역변환을 수행함으로써 복원될 수 있다.According to another example, the motion compensation apparatus 1500 may store hypothesis estimation mode information of a coding unit of a coded image and motion vector difference information of prediction units in a storage in order to generate a reference image for motion estimation of another image. If so, the hypothesis estimation mode information of the coding unit and the motion vector difference information of the prediction units may be obtained from the storage. Residual data can be recovered by performing inverse quantization and inverse transformation on the quantized transform coefficients.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)는, 현재 부호화단위에 대해 하나의 가설추정모드 정보를 획득하므로, 현재 부호화단위에 포함되는 예측단위들에 대해 가설추정모드 정보가 공통으로 적용될 수 있다. Since the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment obtains one piece of hypothesis estimation mode information for the current coding unit, the hypothesis estimation mode information may be commonly applied to the prediction units included in the current coding unit.
일 실시예에 따른 가설추정모드 결정부(1520)는, 획득된 가설추정모드 정보에 기초하여, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합을 결정할 수 있다.The hypothesis estimating mode determiner 1520 according to an embodiment may include a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the acquired hypothesis estimation mode information. Can be determined.
일 실시예에 따른 서브픽셀 거리들은 1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리를 포함하고, 직선 방향들은 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 방향들을 포함하므로, 가설추정모드 정보로부터 결정가능한 서브픽셀 거리 및 직선 방향의 조합은 총 8가지의 조합이 가능하다. The subpixel distances according to an embodiment include 1/4 pixel distances and 1/2 pixel distances, and the linear directions include directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 °. There are a total of eight possible combinations of determinable subpixel distances and linear directions.
따라서, 가설추정모드 결정부(1520)는, 가설추정모드 정보로부터 (1/4픽셀 거리, 각도 0°방향), (1/4픽셀 거리, 각도 90°방향), (1/4픽셀 거리, 각도 135°방향), (1/4픽셀 거리, 각도 45°방향), (1/2픽셀 거리, 각도 0°방향), (1/2픽셀 거리, 각도 90°방향), (1/2픽셀 거리, 각도 135°방향), (1/2픽셀 거리, 각도 45°방향) 중 하나의 조합을 결정할 수 있다. Therefore, the hypothesis estimating mode determiner 1520 is based on the hypothesis estimating mode information (1/4 pixel distance, angle 0 ° direction), (1/4 pixel distance, angle 90 ° direction), (1/4 pixel distance, 135 ° angle), (1/4 pixel distance, 45 ° angle), (1/2 pixel distance, 0 ° angle), (1/2 pixel distance, 90 ° angle), (1/2 pixel Distance, angle 135 ° direction), (1/2 pixel distance, angle 45 ° direction) can be determined.
또한, 가설추정모드 결정부(1520)는, 엔트로피 부호화된 가설추정모드 정보에 대해 엔트로피 복호화를 수행하여, 가설추정모드 정보를 판독할 수 있다. The hypothesis estimation mode determiner 1520 may perform entropy decoding on the entropy-coded hypothesis estimation mode information to read the hypothesis estimation mode information.
일 실시예에 따른 가설추정모드 결정부(1520)는 CABAC 기법에 따른 엔트로피 복호화를 수행하여 가설추정모드 정보로부터 현재 서브픽셀 거리 및 직선 방향의 조합을 해석할 수 있다. According to an embodiment, the hypothesis estimation mode determiner 1520 may perform entropy decoding according to a CABAC technique to interpret a combination of the current subpixel distance and the linear direction from the hypothesis estimation mode information.
또한, 일 실시예에 따른 가설추정모드 결정부(1520)는 가설추정모드 정보의 비트마다 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다. 따라서 4비트의 가설추정모드 정보에 대해 4개의 컨텍스트 모델들이 결정될 수 있다. In addition, the hypothesis estimation mode determiner 1520 may determine a context model for each bit of the hypothesis estimation mode information. Therefore, four context models may be determined for four bits of hypothesis estimation mode information.
또한, 일 실시예에 따른 가설추정모드 결정부(1520)는, 부호화단위의 뎁스별로 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다. In addition, the hypothesis estimation mode determiner 1520 according to an embodiment may determine a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of a coding unit.
따라서 가설추정모드 결정부(1520)는, 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 이용하여, 가설추정모드 정보에 대해 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 가설추정모드 결정부(1520)는, 엔트로피 복호화된 가설추정모드 정보에 기초하여, 현재 움직임 벡터를 위한 서브픽셀 거리 및 직선 방향의 조합을 결정할 수 있다. Therefore, the hypothesis estimation mode determiner 1520 may perform entropy decoding on the hypothesis estimation mode information by using four context models corresponding to the depth of the current coding unit. The hypothesis estimation mode determiner 1520 may determine a combination of the subpixel distance and the linear direction for the current motion vector based on the entropy decoded hypothesis estimation mode information.
결정된 조합에 따라, 4가지 직선 방향들과 2가지 서브픽셀 거리들 중에서 소정 직선 방향과 소정 서브픽셀 거리가 선택될 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 보상부(1530)는, 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 소정 직선 방향에 따라 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 결정할 수 있다. 움직임 보상부(1530)는, 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정할 수 있다. According to the determined combination, a predetermined linear direction and a predetermined subpixel distance may be selected among four linear directions and two subpixel distances. According to an exemplary embodiment, the motion compensator 1530 may determine two hypothetical predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance from a current predictor pixel indicated by the current motion vector along a predetermined linear direction. The motion compensator 1530 may determine the reference block using blocks each including two hypothesis predictor pixels.
움직임 보상부(1530)는, 획득된 레지듀 데이터와 결정된 참조블록을 결합하여 현재 예측단위의 복원블록을 생성할 수 있다. 예측단위들의 복원블록들이 모여 부호화단위들도 복원될 수 있다. The motion compensator 1530 may generate the reconstructed block of the current prediction unit by combining the obtained residue data and the determined reference block. Reconstruction blocks of prediction units may be gathered to reconstruct coding units.
따라서, 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)는 현재 움직임 벡터로부터 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자들을 추가적으로 이용하여 참조블록을 결정할 수 있으므로, 움직임 보상의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)는, 가설추정모드 정보가 가리키는 방향과 서브픽셀 거리의 조합에 따라 가설 추정자 픽셀들을 신속하게 선택할 수 있다. Therefore, since the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment may additionally determine a reference block by using hypothesis estimators located at a subpixel distance from the current motion vector, the accuracy of motion compensation may be improved. In addition, the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment may quickly select hypothesis predictor pixels based on a combination of a direction indicated by the hypothesis estimation mode information and a subpixel distance.
도 1 내지 13을 참조하여 전술한 트리 구조의 부호화 단위에 기반하는 비디오 부호화 장치(100)와 비디오 복호화 장치(200)는, 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)의 동작을 포함할 수 있다. The video encoding apparatus 100 and the video decoding apparatus 200 based on the coding units having the tree structure described above with reference to FIGS. 1 to 13 may include the motion prediction apparatus 1400 and the motion, according to an embodiment. It may include an operation of the compensation device 1500.
도 1의 비디오 부호화 장치(100)에서 부호화 단위 결정부(120)는, 움직임 예측 장치(1400)의 움직임 예측부(1410)와 움직임 보상 장치(1500)의 가설추정모드 결정부(1520) 및 움직임 보상부(1530)의 동작들을 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 움직임 예측 장치(1400)의 정보 출력부(1420)의 동작을 수행할 수 있다. In the video encoding apparatus 100 of FIG. 1, the coding unit determiner 120 may include a motion predictor 1410 of the motion estimation apparatus 1400, a hypothesis estimation mode determiner 1520 of the motion compensator 1500, and a motion. Operations of the compensator 1530 may be performed. The output unit 130 of the video encoding apparatus 100 may perform an operation of the information output unit 1420 of the motion prediction apparatus 1400.
도 2의 비디오 복호화 장치(200)는 추출부(220)는, 움직임 보상 장치(1500)의 정보 획득부(1510) 및 가설추정모드 결정부(1520)의 동작들을 수행하고, 비디오 복호화 장치(200)의 영상 복호화부(230)는 움직임 보상 장치(1500)의 움직임 보상부(1530)의 동작을 수행할 수 있다.In the video decoding apparatus 200 of FIG. 2, the extraction unit 220 performs operations of the information acquisition unit 1510 and the hypothesis estimation mode determiner 1520 of the motion compensation apparatus 1500, and the video decoding apparatus 200. The image decoder 230 may perform the operation of the motion compensator 1530 of the motion compensator 1500.
또한, 도 4의 영상부호화부(400)의 움직임 추정부(420)는, 움직임 예측 장치(1400)의 움직임 예측부(1410)의 동작을 수행하고, 영상부호화부(400)의 움직임 보상부(425)는 움직임 보상 장치(1500)의 가설추정모드 결정부(1520) 및 움직임 보상부(1530)의 동작들을 수행할 수 있다. 영상부호화부(400)의 엔트로피 부호화부(450)는 움직임 예측 장치(1400)의 정보 출력부(1420)의 동작을 수행할 수 있다. In addition, the motion estimator 420 of the image encoder 400 of FIG. 4 performs an operation of the motion predictor 1410 of the motion predictor 1400 and the motion compensator of the image encoder 400. The operation 425 may perform operations of the hypothesis estimating mode determiner 1520 and the motion compensator 1530 of the motion compensation apparatus 1500. The entropy encoder 450 of the image encoder 400 may perform an operation of the information output unit 1420 of the motion prediction apparatus 1400.
또한, 도 5의 영상복호화부(500)의 파싱부(510)는 움직임 보상 장치(1500)의 정보 획득부(1510)의 비트스트림 파싱 동작을 수행하고, 엔트로피 복호화부(520)는 정보 획득부(1510)의 엔트로피 복호화 동작을 수행할 수 있다. 영상복호화부(500)의 움직임 보상부(560)는 가설추정모드 결정부(1520)의 가설추정모드 정보를 해석하는 동작과 움직임 보상(1530)의 움직임 보상 동작을 수행할 수 있다.In addition, the parser 510 of the image decoder 500 of FIG. 5 performs a bitstream parsing operation of the information acquirer 1510 of the motion compensation apparatus 1500, and the entropy decoder 520 of the information decoder The entropy decoding operation of 1510 may be performed. The motion compensator 560 of the image decoder 500 may perform an operation of analyzing the hypothesis estimation mode information of the hypothesis estimation mode determiner 1520 and a motion compensation operation of the motion compensation 1530.
도 16a 및 16b 은 일 실시예에 따른 가설추정모드의 종류들을 도시한다.16A and 16B illustrate types of hypothesis estimation modes according to an embodiment.
현재 예측단위의 현재 움직임 벡터가 현재 추정자 픽셀(1600)을 가리키고 있다. 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400) 및 움직임 보상 장치(1500)는 현재 움직임 벡터에 추가로, 현재 움직임 벡터가 가리키는 지점으로부터 서브픽셀 거리만큼 떨어진 지점을 가리키는 가설 추정자의 방향과 상기 서브픽셀 거리만을 나타내는 모드 정보만을 이용하여, 서브픽셀 단위의 참조블록을 결정하도록 한다. 이하, 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400)와 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)가 가설 추정자를 결정하는 동작을 상술한다.The current motion vector of the current prediction unit is pointing to the current estimator pixel 1600. In addition to the current motion vector, the motion estimation apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 according to an exemplary embodiment may further include a direction of the hypothesis estimator and a subpixel distance indicating a point away from the point indicated by the current motion vector. Only the reference information indicating the mode is used to determine the reference block in units of subpixels. Hereinafter, an operation of determining a hypothesis estimator by the motion prediction apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment will be described in detail.
예를 들어, 일 실시예에 따른 가설 추정자는 현재 추정자 픽셀(1600)로부터 직선 방향으로 1/2 픽셀거리와 1/4 픽셀거리에 위치한 서브픽셀들을 가리킬 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 가설 추정자는 현재 추정자 픽셀(1600)을 중심으로 각도 0°, 45°, 90°, 135°방향에 위치하는 서브픽셀들을 가리킬 수 있다. For example, a hypothesis estimator according to an embodiment may indicate subpixels located at a half pixel distance and a quarter pixel distance in a linear direction from the current predictor pixel 1600. In addition, the hypothesis estimator according to an embodiment may indicate subpixels positioned at angles of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 ° with respect to the current predictor pixel 1600.
따라서, 일 실시예에 따른 가설 추정자가 가리키는 픽셀, 즉 가설 추정자 픽셀은, 현재 추정자 픽셀(1600)로부터 직선 방향으로 1/2 픽셀거리와 1/4 픽셀거리에 위치하면서, 현재 추정자 픽셀(1600)을 중심으로 각도 0°, 45°, 90°, 135°방향에 위치하는 서브픽셀들(1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682) 중에서 결정될 수 있다. Accordingly, the pixel indicated by the hypothesis estimator, that is, the hypothesis estimator pixel, is located at a half pixel distance and a quarter pixel distance in a linear direction from the current estimator pixel 1600, and the current estimator pixel 1600 Subpixels 1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672 at angles of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 ° , 1681, 1682).
일 실시예에 따른 참조블록을 결정하기 위해, 서브픽셀들(1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682) 중에서 복수 개의 서브픽셀들이 가설 추정자 픽셀로서 결정될 수 있다. In order to determine a reference block, a plurality of subpixels 1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682 Subpixels may be determined as the hypothesis predictor pixel.
예를 들어, 서브픽셀들(1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682) 중에서 한 쌍의 가설 추정자 픽셀들이 선택될 수 있다. 일 실시예에 따라 현재 추정자 픽셀(1600)로부터 직선 방향으로 1/2 픽셀거리와 1/4 픽셀거리에 위치하면서, 현재 추정자 픽셀(1600)을 중심으로 각도 0°, 45°, 90°, 135°방향에 위치하는 서브픽셀들(1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682) 중에서, 현재 추정자 픽셀(1600)을 중심으로 마주보고 있는 한 쌍의 가설 추정자 픽셀들이 선택될 수 있다.For example, a pair of hypothesis predictor pixels from subpixels 1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682 may be selected. Can be. According to an exemplary embodiment, angles 0 °, 45 °, 90 °, and 135 are positioned about 1/2 pixel distance and 1/4 pixel distance in a straight line direction from the current estimator pixel 1600, respectively. Among the subpixels 1611, 1612, 1621, 1622, 1631, 1632, 1641, 1642, 1651, 1652, 1661, 1662, 1671, 1672, 1681, 1682 located in the ° direction, the current predictor pixel 1600 is selected. A pair of hypothesis predictor pixels facing towards the center may be selected.
상술하면, 각도 0°방향의 직선 방향에 따라 1/4 픽셀거리에 위치하고 현재 추정자 픽셀(1600)을 중심으로 서로 마주보는 서브픽셀들(1611, 1612)의 제1 세트(1610)가 가설 추정자 픽셀 세트로 결정될 수 있다. 이와 유사한 방식으로, 각도 0°방향 및 1/2 픽셀거리에 위치하는 서브픽셀들(1621, 1622)의 제2 세트(1620), 각도 90°방향 및 1/4 픽셀거리에 위치하는 서브픽셀들(1631, 1632)의 제3 세트(1630), 각도 90°방향 및 1/2 픽셀거리에 위치하는 서브픽셀들(1641, 1642)의 제4 세트(1640), 각도 135°방향 및 1/4 픽셀거리에 위치하는 서브픽셀들(1651, 1652)의 제5 세트(1650), 각도 135°방향 및 1/2 픽셀거리에 위치하는 서브픽셀들(1661, 1662)의 제6 세트(1660), 각도 45°방향 및 1/4 픽셀거리에 위치하는 서브픽셀들(1671, 1672)의 제7 세트(1670), 각도 45°방향 및 1/2 픽셀거리에 위치하는 서브픽셀들(1681, 1682)의 제8 세트(1680)가 가설 추정자 픽셀 세트로 결정될 수 있다. In detail, a first set 1610 of subpixels 1611 and 1612 facing each other at a distance of 1/4 pixel along a linear direction in the direction of 0 ° and facing each other about the current predictor pixel 1600 is a hypothetical predictor pixel. Can be determined as a set. In a similar manner, a second set 1620 of subpixels 1620 and 1622 located at an angle of 0 ° and a half pixel distance, subpixels located at an angle of 90 ° and a quarter pixel distance Third set 1630 of 1631, 1632, fourth set 1640 of subpixels 1641, 1642 located at 90 ° direction and 1/2 pixel distance, angle 135 ° direction and 1/4 A fifth set 1650 of subpixels 1651 and 1652 located at pixel distance, a sixth set 1660 of subpixels 1601 and 1662 located at an angle of 135 ° and a half pixel distance; Seventh set 1670 of subpixels 1671 and 1672 located at an angle of 45 ° and a quarter pixel distance, subpixels 1671 and 1682 located at an angle of 45 ° and a half pixel distance An eighth set 1680 of may be determined as the hypothesis predictor pixel set.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400) 및 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)는 가설 추정자 픽셀 세트에 포함된 서브픽셀들이 각각 가리키는 참조블록들의 평균블록을 참조블록으로 최종적으로 결정할 수 있다. The motion prediction apparatus 1400 and the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment may finally determine, as a reference block, an average block of reference blocks respectively indicated by subpixels included in a hypothesis predictor pixel set. .
예를 들어, 가설 추정자 픽셀 세트로서 제7 세트(1670)가 선택되는 경우에, 서브픽셀(1671)이 제1 참조블록을 가리키고, 서브픽셀(1672)이 제2 참조블록을 가리킨다면, 제1 참조블록과 제2 참조블록의 픽셀위치별로 픽셀값의 평균치로 구성된 평균블록을 생성하고, 생성된 평균블록이 최종적으로 현재 픽셀을 위한 참조블록으록 결정될 수 있다. For example, when the seventh set 1670 is selected as the hypothesis predictor pixel set, if the subpixel 1671 points to the first reference block and the subpixel 1672 points to the second reference block, then the first reference block is selected. An average block including an average value of pixel values for each pixel position of the reference block and the second reference block may be generated, and the generated average block may be finally determined to be a reference block for the current pixel.
일 실시예에 따른 가설추정모드 정보는, 가설 추정자 픽셀 세트들(1610, 1620, 1630, 1640, 1650, 1660, 1670, 1680) 중에서 선택된 세트를 가리킬 수 있다. 또한 가설 추정자 픽셀 세트가, 현재 추정자 픽셀(1600)로부터 특정한 직선 방향에 따라 특정한 서브픽셀 거리에 위치하는 서브픽셀들을 포함하므로, 가설추정모드 정보는 특정 직선 방향 및 특정 서브픽셀 거리의 조합을 가리킬 수 있다. The hypothesis estimation mode information according to an embodiment may indicate a set selected from hypothesis predictor pixel sets 1610, 1620, 1630, 1640, 1650, 1660, 1670, and 1680. In addition, since the hypothesis estimator pixel set includes subpixels located at a specific subpixel distance according to a specific straight line direction from the current estimator pixel 1600, the hypothesis estimating mode information may indicate a combination of a specific straight line direction and a specific subpixel distance. have.
예를 들어, 가설추정모드 정보는 '모드 N'으로 표시될 수 있다. 모드 1은 제1 세트(1610)에 대응되므로, 모드 1은 각도 0°방향 및 1/4 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다. 이와 유사한 방식으로, 모드 2은 제3 세트(1630)에 대응되므로 모드 2는 각도 90°방향 및 1/4 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다. 모드 3은 제5 세트(1650)에 대응되므로 모드 3는 각도 135°방향 및 1/4 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다. 모드 4는 제7 세트(1670)에 대응되므로 모드 4는 각도 45°방향 및 1/4 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다. 모드 5는 제2 세트(1620)에 대응되므로 모드 5는 각도 0°방향 및 1/2 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다. 모드 6은 제4 세트(1640)에 대응되므로 모드 6은 각도 90°방향 및 1/2 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다. 모드 7은 제6 세트(1660)에 대응되므로 모드 7은 각도 135°방향 및 1/2 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다. 모드 8은 제8 세트(1680)에 대응되므로 모드 8은 각도 45°방향 및 1/2 픽셀거리의 조합을 나타낼 수 있다.For example, the hypothesis estimation mode information may be displayed as 'mode N'. Since mode 1 corresponds to the first set 1610, mode 1 may represent a combination of an angle of 0 ° and a quarter pixel distance. In a similar manner, mode 2 corresponds to third set 1630, so mode 2 may represent a combination of an angle of 90 ° and a quarter pixel distance. Since mode 3 corresponds to the fifth set 1650, mode 3 may represent a combination of an angle of 135 ° and a quarter pixel distance. Mode 4 corresponds to the seventh set 1670, so mode 4 may represent a combination of an angle of 45 ° and a quarter pixel distance. Since mode 5 corresponds to the second set 1620, mode 5 may represent a combination of an angle of 0 ° and a half pixel distance. Since mode 6 corresponds to the fourth set 1640, mode 6 may represent a combination of an angle of 90 ° and a half pixel distance. Since mode 7 corresponds to the sixth set 1660, mode 7 may represent a combination of an angle of 135 ° and a half pixel distance. Since mode 8 corresponds to the eighth set 1680, mode 8 may represent a combination of an angle of 45 ° and a half pixel distance.
도 17 은 일 실시예에 따른 가설추정모드가 나타내는 방향, 심볼값, 거리의 조합을 도시한다. 17 illustrates a combination of a direction, a symbol value, and a distance indicated by a hypothesis estimating mode according to an embodiment.
예를 들어, 도 17 은 일 실시예에 따른 가설추정모드 정보의 각 모드에 대응하는 가설 추정자 픽셀들의 방향과 서브픽셀 거리의 조합, 그리고 각 모드에 대응하는 비트심볼을 예시한다. For example, FIG. 17 illustrates a combination of a direction and a subpixel distance of hypothesis predictor pixels corresponding to each mode of hypothesis estimation mode information, and a bit symbol corresponding to each mode, according to an embodiment.
모드 0에는 아무런 값도 대응되지 않는다. 참조블록을 결정하기 위해 서브픽셀 단위의 가설 추정자가 사용되지 않는 경우에 대해, 모드 0이 할당될 수 있다. 서브픽셀 거리가 1/4 픽셀 거리인 가설 추정자 픽셀들의 세트들에는 모드 1 내지 4가 할당되고, 서브픽셀거리 1/2 픽셀 거리인 가설 추정자 픽셀들의 세트들에는 모드 5내지 8가 할당될 수 있다. No value corresponds to mode 0. Mode 0 may be allocated for a case where a hypothesis estimator in subpixel units is not used to determine a reference block. Modes 1 through 4 may be assigned to sets of hypothetical predictor pixels having a subpixel distance of 1/4 pixel distance, and modes 5 through 8 may be assigned to sets of hypothetical predictor pixels having a subpixel distance of 1/2 pixel distance. .
또한, 동일한 서브픽셀 거리의 가설추정모드 정보들 중에서는, 직선 방향이 각도 0°(horizontal), 각도 90°(vertical), 각도 135°(right-down), 각도 45°(left-down)의 순서로 모드 값이 커질 수 있다. In addition, among the hypothesis estimation mode information of the same subpixel distance, the linear direction has an angle of 0 ° (horizontal), an angle of 90 ° (vertical), an angle of 135 ° (right-down), and an angle of 45 ° (left-down). The mode values can be increased in order.
도 17의 표에서 모드별로 할당되는 심볼값은 모드 0을 제외하면 4비트로 정의된다. 모드 심볼값의 가장 좌측비트부터 살펴보자. 모드 심볼값의 첫번째 비트가 1이라면 모드 0인 경우, 0이라면 모드 0이 아닌 경우를 나타낼 수 있다. 모드 심볼값의 두번째 비트는 서브픽셀거리가 1/4 픽셀 거리인지 1/2 픽셀 거리인지를 나타낼 수 있다. 모드 심볼값의 세번째 비트는 대각선 방향이 아닌지 대각선 방향인지 여부를 나타낼 수 있다. 모드 심볼값의 네번째 비트는 수평 또는 수직 방향인지 여부가 결정되거나, 각도 135°또는 45°의 대각선 방향인지 여부를 나타낼 수 있다.In the table of FIG. 17, a symbol value allocated for each mode is defined as 4 bits except for mode 0. Let's look at the leftmost bit of the mode symbol value. If the first bit of the mode symbol value is 1, it may indicate a mode 0, and if it is 0, it may indicate that the mode bit is not mode 0. The second bit of the mode symbol value may indicate whether the subpixel distance is a 1/4 pixel distance or a 1/2 pixel distance. The third bit of the mode symbol value may indicate whether the direction is diagonal or not diagonal. The fourth bit of the mode symbol value may determine whether the direction is horizontal or vertical, or indicate whether the angle is 135 ° or 45 ° diagonal.
따라서, 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400)의 정보 출력부(1420)는 가설추정모드 정보를 출력하는 경우에, 움직임 추정부(1410)에서 결정된 가설 추정자 픽셀들에 따라 가설추정모드 정보의 모드값을 결정하고, 결정된 모드값에 대응되는 심볼값의 비트열을 도 17의 표에 따라 출력할 수 있다. Therefore, when the information output unit 1420 of the motion estimation apparatus 1400 outputs the hypothesis estimation mode information, the information output unit 1420 of the motion estimation apparatus 1400 according to the hypothesis estimator pixels determined by the motion estimation unit 1410 determines the hypothesis estimation mode information. The mode value may be determined, and a bit string of the symbol value corresponding to the determined mode value may be output according to the table of FIG. 17.
또한, 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)의 가설추정모드 결정부(1520)는, 정보 획득부(1510)에서 파싱된 가설추정모드 정보의 비트열에 대해 첫번째 비트부터 네번째 비트까지 순서대로 판독할 수 있다. 첫번째 비트로부터 네번째 비트까지 판독한 결과 순서대로, 가설추정모드가 모드 0인지 아닌지가 결정되고, 서브픽셀 거리가 1/4 픽셀 거리인지 1/2 픽셀 거리인지가 결정되고, 대각선 방향인지 여부가 결정되고, 수평 또는 수직 방향인지 여부 또는 각도 135°또는 45°의 대각선 방향인지 여부가 결정될 수 있다.In addition, the hypothesis estimating mode determiner 1520 of the motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment reads sequentially from the first bit to the fourth bit with respect to the bit string of the hypothesis estimating mode information parsed by the information obtaining unit 1510. can do. As a result of reading from the first bit to the fourth bit, it is determined whether the hypothesis estimation mode is mode 0 or not, whether the subpixel distance is a quarter pixel distance or a half pixel distance, and whether the diagonal direction is determined. And whether it is in the horizontal or vertical direction or in the diagonal direction of the angle 135 ° or 45 ° can be determined.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400)의 정보 출력부(1420)는 가설추정모드 정보에 대해 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, CABAC 기법에 따라 가설추정모드 정보가 엔트로피 부호화될 수 있다. CABAC 동작을 수행하기 위해서, 가설추정모드 정보를 이진화하여 비트열을 생성하고, 비트열의 각 빈마다 컨텍스트 모델이 결정될 수 있다. 따라서, 4비트의 가설추정모드 정보에 대해 4개의 컨텍스트 모델이 결정될 수 있다.The information output unit 1420 of the motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment may perform entropy encoding on the hypothesis estimation mode information. For example, hypothesis estimation mode information may be entropy coded according to a CABAC technique. In order to perform the CABAC operation, the hypothesis estimation mode information may be binarized to generate a bit string, and a context model may be determined for each bin of the bit string. Therefore, four context models may be determined for the 4-bit hypothesis estimation mode information.
또한, 일 실시예에 따른 가설추정모드 정보는, 부호화단위마다 결정될 수 있다. 또한 부호화단위의 뎁스마다 컨텍스트 모델들이 결정될 수 있다. 동일한 뎁스의 부호화단위의 가설추정모드 정보에 대해서는, 동일한 컨텍스트 모델들을 이용하여 엔트로피 부호화가 수행될 수 있다. In addition, hypothesis estimation mode information according to an embodiment may be determined for each coding unit. In addition, context models may be determined for each depth of a coding unit. For hypothesis estimation mode information of coding units having the same depth, entropy encoding may be performed using the same context models.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400)는 64x64, 32x32, 16x16의 부호화단위들에 대해 인터 예측을 수행할 수 있다. 이 경우에는, 부호화단위의 뎁스가 3가지 존재하고, 각 뎁스의 가설추정모드 정보에 대해 4개의 컨텍스트 모델들이 결정되므로, 움직임 예측 장치(1400)는 가설추정모드 정보에 대해 총 12개의 컨텍스트 모델들이 결정될 수 있다.The motion prediction apparatus 1400 according to an embodiment may perform inter prediction on coding units of 64x64, 32x32, and 16x16. In this case, since there are three depths of the coding unit, and four context models are determined for the hypothesis estimation mode information of each depth, the motion prediction apparatus 1400 determines a total of 12 context models for the hypothesis estimation mode information. Can be determined.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(1500)도 파싱된 가설추정모드 정보에 대해 엔트로피 복호화를 수행하여 심볼값을 복원할 수 있다. 이 때에도, 부호화단위의 뎁스별로 별도의 컨텍스트 모델들이 이용되고, 가설추정모드 정보의 각 빈마다 다른 컨텍스트 모델이 이용될 수 있다. The motion compensation apparatus 1500 according to an embodiment may also reconstruct the symbol value by performing entropy decoding on the parsed hypothesis estimation mode information. In this case, separate context models may be used for each depth of the coding unit, and a different context model may be used for each bin of the hypothesis estimation mode information.
전술한 바와 같이, 하나의 부호화단위에 하나의 가설추정모드 정보가 결정될 수 있다. 예를 들어, 움직임 예측 장치(1400)의 정보 출력부(1420)는, 현재 부호화단위의 예측단위들 중에서 첫번째 예측단위의 움직임 벡터 차분 정보를 전송한 후에 현재 부호화단위의 가설추정모드 정보를 전송하고, 두번째 예측단위의 움직임 벡터 차분 정보를 전송할 수 있다. 이 경우에는, 움직임 보상 장치(1500)의 정보 획득부(1510)는, 현재 부호화단위의 첫번째 예측단위의 움직임 벡터 차분 정보를 먼저 파싱한 후에 현재 부호화단위의 가설추정모드 정보를 파싱하고, 두번째 예측단위의 움직임 벡터 차분 정보를 파싱할 수 있다.As described above, one hypothesis estimation mode information may be determined in one coding unit. For example, the information output unit 1420 of the motion prediction apparatus 1400 transmits the hypothesis estimation mode information of the current coding unit after transmitting the motion vector difference information of the first prediction unit among the prediction units of the current coding unit. For example, the motion vector difference information of the second prediction unit may be transmitted. In this case, the information acquisition unit 1510 of the motion compensation apparatus 1500 first parses the motion vector difference information of the first prediction unit of the current coding unit, then parses the hypothesis estimation mode information of the current coding unit, and then secondly predicts it. The motion vector difference information of the unit may be parsed.
다만, 하나의 부호화단위에 할당된 하나의 가설추정모드 정보가 전송되는 방법은 이에 한정되어 해석되어서는 아니된다.However, the method of transmitting the hypothesis estimation mode information allocated to one coding unit is not limited thereto.
도 18 은 일 실시예에 따라 RD 코스트의 테스트 대상이 되는 가설추정모드들의 종류를 도시한다. 18 illustrates types of hypothesis estimation modes to be tested for an RD cost, according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400)의 움직임 추정부(1410)는 가설 추정자 픽셀들의 세트들 중에서 가장 작은 RD(Rate-Distortion) 코스트가 발생하는 가설 추정자 픽셀들의 세트를 선택하여, 선택된 가설 추정자 픽셀들의 세트의 방향 및 서브픽셀 거리의 조합에 따라 가설추정모드를 결정할 수 있다. The motion estimation unit 1410 of the motion estimation apparatus 1400 according to an embodiment selects a set of hypothesis predictor pixels having the smallest rate-distortion (RD) cost among sets of hypothesis predictor pixels, thereby selecting the selected hypothesis estimator. The hypothesis estimation mode can be determined according to the combination of the direction of the set of pixels and the subpixel distance.
예를 들어, 모드 0에 대응되는 가설 추정자 픽셀들의 제1 세트(1610)를 이용하여 움직임 예측을 수행한 부호화 동작에서 발생하는 RD 코스트부터, 모드 8에 대응되는 가설 추정자 픽셀들의 제8 세트(1680)를 이용한 부호화 동작에서 발생하는 RD 코스트까지 결정하고, 모드별로 RD 코스트들을 비교하여 가장 작은 RD 코스트를 발생시키는 모드가 선택될 수 있다. For example, from the RD cost generated in the encoding operation in which the motion prediction is performed by using the first set of hypothetical predictor pixels corresponding to mode 0, 1610, the eighth set of hypothetical predictor pixels corresponding to mode 8 (1680). The RD cost generated in the encoding operation using the Rx cost may be determined, and the mode generating the smallest RD cost by comparing the RD costs for each mode may be selected.
전술한 바와 같이, 2가지 서브픽셀 거리들과 4가지 각도의 방향들에 따라 가설 추정자 픽셀들의 조합이 결정될 수 있으므로, 총 8가지의 가설 추정자 픽셀들의 세트들에 대해 RD 코스트들이 비교될 수 있다.As described above, since the combination of hypothesis predictor pixels can be determined according to the two subpixel distances and the directions of the four angles, the RD costs can be compared for a total of eight sets of hypothesis predictor pixels.
하지만 다른 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400)는, 먼저 현재 추정자 픽셀(1600)로부터 가까운 1/4 픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들의 세트들에 대해 RD 코스트를 결정할 수 있다. 1/4 픽셀 거리의 모드들 중에서 가장 작은 RD 코스트가 발생한 모드의 방향에 따라 1/2 픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들의 세트에 대해 추가 RD 코스트를 결정할 수 있다. However, the motion prediction apparatus 1400 according to another embodiment may first determine an RD cost for sets of hypothetical predictor pixels located at a quarter pixel distance from the current estimator pixel 1600. The additional RD cost may be determined for a set of hypothesis predictor pixels located at a half pixel distance according to the direction of the mode in which the smallest RD cost occurred among the modes at a quarter pixel distance.
도 18의 표를 참조하면, 1/4 픽셀 거리의 모드 1, 2, 3, 4에 대해 1차적으로 RD 코스트를 결정하여 비교한 결과, 모드 1에서 최소 RD 코스트가 발생한다면, 모드 1과 동일한 방향에 따라 1/2 픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들의 세트인 모드 5에 대해 RD 코스트가 더 결정될 수 있다. 따라서 모드 1의 RD 코스트와 모드 5의 RD 코스트 중에서 더 작은 RD 코스트가 발생하는 모드가 최종적으로 선택될 수 있다. Referring to the table of FIG. 18, as a result of determining and comparing the RD cost primarily for modes 1, 2, 3, and 4 with a 1/4 pixel distance, if the minimum RD cost occurs in Mode 1, the same as that of Mode 1 The RD cost may be further determined for mode 5, which is a set of hypothesis predictor pixels located at a half pixel distance along the direction. Therefore, a mode in which a smaller RD cost occurs among the RD cost of mode 1 and the RD cost of mode 5 may be finally selected.
유사하게, 1차적으로 1/4 픽셀 거리에서 RD 코스트를 비교한 결과 모드 2가 선택되면 모드 6의 RD 코스트를 추가로 결정하여 다시 비교해볼 수 있다. 1차적으로 모드 3가 선택되면 추가로 모드 7의 RD 코스트를 더 비교해볼 수 있다. 1차적으로 모드 4가 선택되면 추가로 모드 8의 RD 코스트를 더 비교해볼 수 있다. Similarly, if mode 2 is selected as a result of primarily comparing the RD cost at a quarter-pixel distance, the RD cost of mode 6 can be further determined and compared again. When Mode 3 is selected first, you can further compare the RD cost of Mode 7. If Mode 4 is selected first, you can further compare the RD cost of Mode 8.
따라서, 다른 실시예에 따른 움직임 예측 장치(1400)는, 1/4 픽셀 거리의 4가지 모드들과 추가로 1/2 픽셀 거리의 1가지 모드에 대해, 총 5가지 가설 추정자 픽셀들의 세트들에 대해 RD 코스트를 결정하여 비교함으로써, 최적의 가설 추정자 픽셀들의 세트, 가설 추정 모드를 결정할 수 있다.Accordingly, the motion prediction apparatus 1400 according to another embodiment may apply to a total of five hypothesis predictor pixels for four modes of 1/4 pixel distance and one mode of 1/2 pixel distance. By determining and comparing the RD cost, the optimal set of hypothesis predictor pixels, the hypothesis estimation mode, can be determined.
도 19 은 일 실시예에 따른 움직임 추정 방법의 흐름도를 도시한다.19 is a flowchart of a motion estimation method according to an embodiment.
단계 1910에서, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 인터 예측을 위한 현재 움직임 벡터가 결정될 수 있다. 미리 결정된 움직임 벡터가 획득될 수 있다. In operation 1910, a current motion vector for inter prediction of the current prediction unit may be determined from among prediction units included in the coding unit. A predetermined motion vector can be obtained.
단계 1920에서, 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 직선 방향에 따라 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 결정할 수 있다. In operation 1920, two hypothesis predictor pixels located in a predetermined linear direction with respect to the current predictor pixel may be determined among hypothesis predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector.
1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리 중에서 하나의 서브픽셀 거리가 선택되고, 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 직선 방향들 중에서 하나의 방향이 선택될 수 있다. 선택된 서브픽셀 거리와 방향의 조합에 따라 두 가설 추정자 픽셀들이 결정될 수 있다. One subpixel distance is selected from the quarter pixel distance and the half pixel distance, and one of the linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 ° may be selected. Two hypothesis predictor pixels may be determined according to the combination of the selected subpixel distance and direction.
먼저, 현재 추정자 픽셀을 중심으로 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 직선 방향들 중 각 방향에 따라 1/4픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들을 이용하여 RD 코스트가 산출될 수 있다. 그 다음에, 1/4 픽셀 거리에서 산출된 RD 코스트들 중에서 RD 코스트가 가장 작은 방향에 따라, 1/2픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀을 이용하여 RD 코스트가 더 산출될 수 있다. 산출된 총 5가지 RD 코스트들 중에서 가장 작은 RD 코스트가 산출된 가설 추정자 픽셀들의 직선 방향과 서브픽셀 거리가 최종적으로 결정될 수 있다. First, the RD cost may be calculated by using hypothetical predictor pixels positioned at a distance of 1/4 pixel in each of linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 ° with respect to the current predictor pixel. . Next, the RD cost may be further calculated by using a hypothesis predictor pixel located at a 1/2 pixel distance according to a direction in which the RD cost is the smallest among the RD costs calculated at a 1/4 pixel distance. Among the calculated total 5 RD costs, the linear direction and the subpixel distance of the hypothesis predictor pixels for which the smallest RD cost is calculated may be finally determined.
일 실시예에 따라 결정된 두 가설 추정자 픽셀들 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록이 결정될 수 있다. 현재 예측단위와 참조블록 간의 위치 차이를 나타내는 움직임 벡터가 결정될 수 있다. 현재 예측단위와 참조블록 간의 픽셀값 차이인 레지듀 데이터가 결정될 수 있다. According to an embodiment, a reference block may be determined using blocks including two hypothesized predictor pixels, respectively. A motion vector indicating a position difference between the current prediction unit and the reference block may be determined. Residual data, which is the difference in pixel values between the current prediction unit and the reference block, may be determined.
단계 1930에서, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합을 나타내는 부호화단위의 가설추정모드 정보가 출력될 수 있다. In operation 1930, hypothesis estimation mode information of a coding unit indicating a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions may be output.
일 실시예에 따른 가설추정모드는, 2가지 픽셀 단위 거리들 중에서 선택된 하나의 서브픽셀 거리와 4가지 직선 방향들 중에서 선택된 하나의 직선 방향의 조합이므로, 총 8가지 조합 중에서 하나로 선택될 수 있다.The hypothesis estimation mode according to an embodiment is a combination of one subpixel distance selected from two pixel unit distances and one linear direction selected from four linear directions, and thus may be selected from a total of eight combinations.
일 실시예에 따라, 현재 예측단위보다 먼저 부호화된 예측단위의 움직임 벡터와 현재 움직임 벡터와의 차이값을 나타내는 움직임 차분 정보가, 움직임 벡터 대신에 출력될 수 있다. According to an embodiment, motion difference information indicating a difference between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector may be output instead of the motion vector.
일 실시예에 따라, 부호화단위의 가설추정모드 정보와 부호화단위에 포함되는 예측단위들의 움직임 벡터 차분 정보와 레지듀 데이터가 출력될 수 있다. According to an embodiment, hypothesis estimation mode information of a coding unit, motion vector difference information, and residual data of prediction units included in a coding unit may be output.
일 실시예에 따라 가설추정모드 정보를 엔트로피 부호화하기 위해, 부호화단위의 뎁스별로 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다. 또한, 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 이용하여 가설추정모드 정보가 엔트로피 부호화될 수 있다. According to an embodiment, in order to entropy encode hypothesis estimation mode information, a context model of hypothesis estimation mode information may be determined for each depth of a coding unit. In addition, hypothesis estimation mode information may be entropy encoded using four context models corresponding to the depth of the current coding unit.
도 20 은 일 실시예에 따른 움직임 보상 방법의 흐름도를 도시한다. 20 is a flowchart of a motion compensation method according to an embodiment.
단계 2010에서, 부호화단위에 포함된 예측단위들의 움직임 벡터들과 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보가 획득될 수 있다.In operation 2010, motion vectors of prediction units included in a coding unit and hypothesis estimation mode information of the coding unit may be obtained.
일 실시예에 따라, 현재 예측단위보다 먼저 부호화된 예측단위의 움직임 벡터와 현재 움직임 벡터와의 차이값을 나타내는 움직임 벡터 차분 정보와, 부호화단위의 가설추정모드 정보가 획득될 수 있다. 또한, 예측단위별로, 예측단위와 참조블록 간의 레지듀 데이터가 획득될 수 있다. 예측단위별로 양자화된 변환계수들이 획득되고, 양자화된 변환계수들에 대해 역양자화 및 역변환을 수행함으로써 레지듀 데이터가 획득될 수 있다. According to an embodiment, motion vector difference information indicating a difference between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector, and hypothesis estimation mode information of the coding unit may be obtained. In addition, residue data between the prediction unit and the reference block may be obtained for each prediction unit. Quantized transform coefficients are obtained for each prediction unit, and residual data may be obtained by performing inverse quantization and inverse transform on the quantized transform coefficients.
일 실시예에 따라, 부호화단위의 뎁스별로 결정된 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 이용하여, 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 결정하고, 4비트의 가설추정모드 정보의 각 빈마다 해당 컨텍스트 모델을 이용하여 엔트로피 복호화가 수행될 수 있다. According to an embodiment, four context models corresponding to the depth of the current coding unit are determined using the context model of the hypothesis estimation mode information determined for each depth of the coding unit, and for each bin of the 4-bit hypothesis estimation mode information. Entropy decoding may be performed using the context model.
단계 2020에서, 가설추정모드 정보에 기초하여, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합이 결정될 수 있다. In operation 2020, a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions may be determined based on the hypothesis estimation mode information.
가설추정모드 정보에 기초하여, 1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리 중 하나의 서브픽셀 거리와, 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 직선 방향들 중에서 하나의 방향의 조합이 결정될 수 있다. Based on the hypothesis estimation information, the combination of the subpixel distance of one quarter pixel distance and one half pixel distance and one of the linear directions at angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 ° Can be determined.
단계 2030에서, 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 소정 직선 방향에 따라 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록이 결정될 수 있다. In operation 2030, the reference block may be determined using blocks each including two hypothesis predictor pixels positioned at a predetermined subpixel distance along a predetermined linear direction from the current predictor pixel indicated by the current motion vector.
단계 2010에서 획득된 레지듀 데이터와 단계 2030에서 결정된 참조블록을 결합하여 현재 예측단위의 복원블록이 생성될 수 있다. A reconstruction block of the current prediction unit may be generated by combining the residue data obtained in operation 2010 and the reference block determined in operation 2030.
도 6 내지 19를 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.According to the video encoding method based on the coding units of the tree structure described above with reference to FIGS. 6 to 19, the image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the video decoding method based on the coding units of the tree structure. As a result, decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video that is a picture sequence. The reconstructed video can be played back by a playback device, stored in a storage medium, or transmitted over a network.
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.Meanwhile, 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.).
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.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
도 1 내지 20을 참조하여 전술된 다시점 움직임 추정 방법, 움직임 보상 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법의 각각의 실시예를 각각 구현하기 위한 프로그램이 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체에 저장함에 따라, 독립적인 컴퓨터 시스템이 상기 저장매체에 저장된 실시예에 따른 동작들을 용이하게 구현할 수 있다. As a program for implementing each embodiment of the multi-view motion estimation method, the motion compensation method, the video encoding method, and the video decoding method described above with reference to FIGS. 1 to 20 is stored in a computer-readable storage medium, The in computer system can easily implement the operations according to the embodiment stored in the storage medium.
설명의 편의를 위해 앞서 도 1 내지 20을 참조하여 전술된 움직임 추정 방법 및 움직임 보상 방법을 포함하는 비디오 부호화 방법은, '본 발명의 비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1 내지 20을 참조하여 전술된 움직임 보상 방법을 포함하는 비디오 복호화 방법은 '본 발명의 비디오 복호화 방법'으로 지칭한다For convenience of description, the video encoding method including the motion estimation method and the motion compensation method described above with reference to FIGS. 1 to 20 is collectively referred to as the video encoding method of the present invention. In addition, the video decoding method including the motion compensation method described above with reference to FIGS. 1 to 20 is referred to as the video decoding method of the present invention.
또한, 앞서 도 1 내지 20을 참조하여 전술된 비디오 부호화 장치(100), 영상부호화부(400), 움직임 예측 장치(1400) 또는 움직임 보상 장치(1500)로 구성된 비디오 부호화 장치는, '본 발명의 비디오 부호화 장치'로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1 내지 18을 참조하여 전술된 비디오 복호화 장치(200), 영상복호화부(300) 또는 움직임 보상 장치(1500)로 구성된 비디오 복호화 장치는, '본 발명의 비디오 복호화 장치'로 통칭한다.In addition, a video encoding apparatus including the video encoding apparatus 100, the image encoding unit 400, the motion prediction apparatus 1400, or the motion compensation apparatus 1500 described above with reference to FIGS. 1 to 20 is referred to as “the present invention. Collectively referred to as a video encoding device. In addition, a video decoding apparatus including the video decoding apparatus 200, the image decoding unit 300, or the motion compensation apparatus 1500 described above with reference to FIGS. 1 to 18 is collectively referred to as the video decoding apparatus of the present invention. .
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다. 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.
도 21은 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 움직임 추정 방법, 움직임 보상 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다. 21 illustrates a physical structure of a disk 26000 in which a program is stored, according to an exemplary embodiment. 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 motion estimation method, motion compensation method, video encoding method, and video decoding method may be allocated and stored in a specific area of the disk 26000 storing the program according to the above-described embodiment. .
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 22를 참조하여 후술된다. 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. 22.
도 22는 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26300)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26500)은 디스크드라이브(26300)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(26500)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26300)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26500)에게로 전송될 수 있다. 22 shows a disc drive 26300 for recording and reading a program using the disc 26000. The computer system 26500 may store a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method on the disc 26000 using the disc drive 26300. In order to execute a program stored in the disk 26000 on the computer system 26500, the program may be read from the disk 26000 by the disk drive 26300, and the program may be transmitted to the computer system 26500.
도 21 및 22에서 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. In addition to the disk 26000 illustrated in FIGS. 21 and 22, 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). .
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다. A system to which the video encoding method and the video decoding method according to the above-described embodiment are applied will be described below.
도 23은 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. FIG. 23 illustrates an overall structure of a content supply system 11000 for providing a content distribution service. 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.
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. The content supply system 11000 includes a plurality of independent devices. For example, 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.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 23에 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.However, the content supply system 11000 is not limited to the structure shown in FIG. 23, 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.
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.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.
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. 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.
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.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.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다. In addition, when video is captured by a camera mounted on the mobile phone 12500, video data may be received from the mobile phone 12500.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다. 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.
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. In the content supply system 11000 according to an embodiment, such as, for example, on-site recording content of a concert, 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.
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. 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. Thus, the content supply system 11000 allows clients to receive and play encoded content data. In addition, the content supply system 11000 enables clients to receive and decode and reproduce encoded content data in real time, thereby enabling personal broadcasting.
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. 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.
도 24 및 25을 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다. 24 and 25, an embodiment of the mobile phone 12500 of the content supply system 11000 will be described in detail below.
도 24은, 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. 24 illustrates an external structure of the mobile phone 12500 to which the video encoding method and the video decoding method of the present invention are applied, according to an embodiment. 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.
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. 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. In addition, 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.
도 25은 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. 25 illustrates an internal structure of the mobile phone 12500. In order to systematically control each part of the mobile phone 12500 including the display screen 12520 and the operation panel 12540, 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 unit (12660) and The sound processor 12650 is connected to the central controller 12710 through the synchronization bus 1730.
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. When the user operates the power button to set the 'power off' state from the 'power off' state, 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.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다. The central controller 12710 includes a CPU, a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM).
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. In the process in which the mobile phone 12500 transmits the communication data to the outside, 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. In addition, 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. When the digital signal is transmitted to the modulator / demodulator 12660 under the control of the central controller 12710, 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.
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. For example, when the mobile phone 12500 is in a call mode, 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.
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. When a text message such as an e-mail is transmitted in the data communication mode, 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. Under the control of the central controller 12610, 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.
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. In order to transmit the image data in the data communication mode, 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.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12530)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 비디오 부호화 장치(100) 또는 영상 부호화부(400)의 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. 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 video encoding apparatus 100 or the image encoding unit 400 described above, and converts the image data into the compression encoded image data. The encoded image data may be output to the multiplexer / demultiplexer 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.
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. 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.
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. In the process of receiving the communication data from the outside of the mobile phone 12500, the signal received through the antenna (12510) 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.
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. 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. .
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. In the data communication mode, when data of a video file accessed from a website of the Internet is received, 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.
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. In order to decode the multiplexed data received through the antenna 12510, the multiplexer / demultiplexer 12680 demultiplexes the multiplexed data to separate the encoded video data stream and the encoded audio data stream. By the synchronization bus 1730, 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.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 비디오 복호화 장치(200) 또는 영상 복호화부(500)의 비디오 복호화 방식을 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. 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 video decoding apparatus 200 or the image decoder 500 described above, and reconstructs the reconstructed video data. The restored video data may be provided to the display screen 12520 through the LCD controller 12620.
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. Accordingly, video data of a video file accessed from a website of the Internet may be displayed on the display screen 12520. At the same time, 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.
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.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.
본 발명의 통신시스템은 도 24를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 26은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다. 도 26의 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. The communication system of the present invention is not limited to the structure described above with reference to FIG. For example, FIG. 26 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention. The digital broadcasting system according to the embodiment of FIG. 26 may receive digital broadcasting transmitted through a satellite or terrestrial network using the video encoding apparatus and the video decoding apparatus.
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. Specifically, 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. In each household, the encoded video stream may be decoded and played back by the TV receiver 12610, set-top box 12870, or other device.
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. As the video decoding apparatus of the present invention is implemented in the playback device 12230, 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.
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.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.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.As another example, the video decoding apparatus of the present invention may be mounted on the TV receiver 12810 instead of the set top box 12870.
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. 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.
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.The video signal may be encoded by the video encoding apparatus of the present invention and recorded and stored in a storage medium. Specifically, 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. As another example, 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.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 27의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 23의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. The vehicle navigation system 12930 may not include the camera 1530, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 27. For example, 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. 23.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.27 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.
본 발명의 클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.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.
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. 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. In a cloud computing environment, 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.
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.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.
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.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. In this way, 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.
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. The user DB 14100 stores user information subscribed to a cloud computing service. Here, the user information may include login information and personal credit information such as an address and a name. In addition, the user information may include an index of the video. Here, 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.
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 27을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다. Information about a video stored in the user DB 14100 may be shared among user devices. Thus, for example, when a playback request is provided from the notebook 14600 and a predetermined video service is provided to the notebook 14600, the playback history of the predetermined video service is stored in the user DB 14100. When the playback request for the same video service is received from the smartphone 14500, the cloud computing server 14100 searches for and plays a predetermined video service with reference to the user DB 14100. When 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. 27. similar.
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, 사용자 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다. 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 user 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.
이 때 사용자 단말기는, 도 1 내지 20을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1 내지 20을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1 내지 20을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.In this case, the user terminal may include the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1 to 20. As another example, the user terminal may include the video encoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1 to 20. In addition, the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1 to 20.
도 1 내지 20을 참조하여 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법, 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 21 내지 도 27에서 전술되었다. 하지만, 도 1 내지 20을 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 21 내지 도 27의 실시예들에 한정되지 않는다.Various embodiments of utilizing the video encoding method and the video decoding method, the video encoding apparatus, and the video decoding apparatus of the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 20 are described above with reference to FIGS. 21 through 27. However, 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 20 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. It is not limited to the embodiments of FIG. 27.

Claims (15)

  1. 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 보상 방법에 있어서, In the motion compensation method using a motion vector estimator,
    부호화단위에 포함된 예측단위들의 움직임 벡터들과 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보를 획득하는 단계; Obtaining motion vectors of prediction units included in a coding unit and hypothesis estimation mode information of the coding unit;
    상기 가설추정모드 정보에 기초하여, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합을 결정하는 단계; 및Determining a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the hypothesis estimation mode information; And
    상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 상기 소정 직선 방향에 따라 상기 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.And determining a reference block by using blocks each comprising two hypothesis predictor pixels located at the predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector in the predetermined linear direction. Compensation method.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계는,The method of claim 1, wherein the obtaining of the hypothesis estimation mode information comprises:
    상기 현재 예측단위보다 먼저 부호화된 예측단위의 움직임 벡터와 상기 현재 움직임 벡터와의 차이값을 나타내는 움직임 벡터 차분 정보 및 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계; 및Obtaining motion vector difference information and hypothesis estimation mode information indicating a difference value between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector; And
    상기 현재 예측단위와 상기 결정된 참조블록 간의 레지듀 데이터를 획득하는 단계를 포함하고, Obtaining residue data between the current prediction unit and the determined reference block,
    상기 참조블록을 결정하는 단계는, 상기 획득된 레지듀 데이터와 상기 결정된 참조블록을 결합하여 상기 현재 예측단위의 복원블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.The determining of the reference block may include generating the reconstructed block of the current prediction unit by combining the obtained residue data and the determined reference block.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계는, The method of claim 1, wherein the obtaining of the hypothesis estimation mode information comprises:
    상기 현재 부호화단위에 포함되는 상기 예측단위들에 대해 공통으로 결정된 상기 가설추정모드 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.And obtaining the hypothesis estimation mode information determined in common with respect to the prediction units included in the current coding unit.
  4. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 둘 이상의 서브픽셀 거리들은 1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리를 포함하고, 상기 둘 이상의 직선 방향들은 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 방향들을 포함하고,The at least two subpixel distances comprise a quarter pixel distance and a half pixel distance, the at least two straight directions comprise directions at angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 °,
    상기 가설추정모드는 상기 픽셀 단위 거리들 중에서 선택된 하나의 서브픽셀 거리와 상기 직선 방향들 중에서 선택된 하나의 직선 방향의 8가지 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.The hypothesis estimating mode includes eight combinations of one subpixel distance selected from the pixel unit distances and one linear direction selected from the linear directions.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 조합을 결정하는 단계는, The method of claim 1, wherein determining the combination comprises:
    상기 부호화단위의 뎁스별로 상기 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 결정하는 단계; Determining a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of the coding unit;
    상기 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 가설추정모드 정보에 대해 엔트로피 복호화하는 단계; 및Entropy decoding the hypothesis estimation mode information using four context models corresponding to the depth of the current coding unit; And
    상기 엔트로피 복호화된 가설추정모드 정보에 기초하여 상기 현재 움직임 벡터를 위한 서브픽셀 거리 및 직선 방향의 조합을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.And determining a combination of a subpixel distance and a linear direction for the current motion vector based on the entropy decoded hypothesis estimation mode information.
  6. 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 추정 방법에 있어서, In the motion estimation method using a motion vector estimator,
    부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 인터 예측을 위한 현재 움직임 벡터를 결정하는 단계;Determining a current motion vector for inter prediction of the current prediction unit among prediction units included in the coding unit;
    상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서, 상기 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 직선 방향에 따라 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하는 단계; 및Among the hypothesis predictor pixels located at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector, reference is made using blocks each including two hypothesis predictor pixels positioned along a predetermined linear direction with respect to the current predictor pixel. Determining a block; And
    둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 상기 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 상기 소정 직선 방향의 조합을 나타내는 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보와 상기 예측단위들의 움직임 벡터 차분 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.Outputting hypothesis estimation mode information of the coding unit and motion vector difference information of the prediction units indicating a combination of the predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and the predetermined linear direction selected from two or more linear directions. Motion estimation method comprising a.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 출력하는 단계는,The method of claim 6, wherein the outputting step,
    상기 현재 예측단위보다 먼저 부호화된 예측단위의 움직임 벡터와 상기 현재 움직임 벡터와의 차이값을 나타내는 상기 움직임 벡터 차분 정보 및 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계; 및Outputting the motion vector difference information and the hypothesis estimation mode information indicating a difference value between a motion vector of the prediction unit encoded before the current prediction unit and the current motion vector; And
    상기 현재 예측단위와 상기 결정된 참조블록 간의 레지듀 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.And outputting residue data between the current prediction unit and the determined reference block.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계는, The method of claim 6, wherein the outputting of the hypothesis estimation mode information comprises:
    상기 현재 부호화단위에 포함되는 상기 예측단위들에 대해 공통으로 결정된 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.And outputting the hypothesis estimation mode information determined in common with respect to the prediction units included in the current coding unit.
  9. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 둘 이상의 서브픽셀 거리들은 1/4 픽셀 거리 및 1/2 픽셀 거리를 포함하고, 상기 둘 이상의 직선 방향들은 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 방향들을 포함하고,The at least two subpixel distances comprise a quarter pixel distance and a half pixel distance, the at least two straight directions comprise directions at angles 0 °, 90 °, 135 ° and 45 °,
    상기 가설추정모드는 상기 픽셀 단위 거리들 중에서 선택된 하나의 서브픽셀 거리와 상기 직선 방향들 중에서 선택된 하나의 직선 방향의 8가지 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.The hypothesis estimating mode includes eight combinations of one subpixel distance selected from the pixel unit distances and one linear direction selected from the linear directions.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 가설추정모드 정보를 출력하는 단계는, The method of claim 6, wherein the outputting of the hypothesis estimation mode information comprises:
    상기 부호화단위의 뎁스별로 상기 가설추정모드 정보의 컨텍스트 모델을 결정하는 단계; 및 Determining a context model of the hypothesis estimation mode information for each depth of the coding unit; And
    상기 현재 부호화단위의 뎁스에 대응하는 4개의 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 가설추정모드 정보를 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.And entropy encoding the hypothesis estimation mode information using four context models corresponding to the depth of the current coding unit.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 참조 블록을 결정하는 단계는,The method of claim 6, wherein the determining of the reference block comprises:
    상기 현재 추정자 픽셀을 중심으로 각도 0°, 90°, 135° 및 45°의 직선 방향들 중 각 방향에 따라 1/4픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들을 이용하여 RD 코스트를 산출하는 단계; Calculating an RD cost using hypothetical predictor pixels located at a quarter pixel distance in each of the linear directions of angles 0 °, 90 °, 135 °, and 45 ° with respect to the current predictor pixel;
    상기 산출된 RD 코스트들 중에서 RD 코스트가 가장 작은 방향에 따라, 1/2픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀을 이용하여 RD 코스트를 산출하는 단계; Calculating an RD cost using a hypothesis estimator pixel located at a distance of 1/2 pixel in a direction in which the RD cost is the smallest among the calculated RD costs;
    상기 산출된 RD 코스트들 중에서 가장 작은 RD 코스트가 산출된 직선 방향과 서브픽셀 거리를 결정하는 단계; 및Determining a linear direction and a subpixel distance from which the smallest RD cost is calculated among the calculated RD costs; And
    상기 결정된 직선 방향과 서브픽셀 거리에 기초하여 결정된 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들의 평균블록을 참조블록으로서 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 방법.And determining, as a reference block, an average block of blocks each including hypothesis predictor pixels determined based on the determined linear direction and the subpixel distance.
  12. 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 보상 장치에 있어서, In a motion compensation device using a motion vector estimator,
    부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 현재 움직임 벡터 및 레지듀 데이터를 획득하고, 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보를 획득하는 정보 획득부; An information obtaining unit which obtains current motion vectors and residual data of the current prediction unit from among prediction units included in the coding unit, and obtains hypothesis estimation mode information of the coding unit;
    상기 가설추정모드 정보에 기초하여, 둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 소정 직선 방향의 조합을 결정하는 가설추정모드 결정부; 및A hypothesis estimation mode determination unit determining a combination of a predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and a predetermined linear direction selected from two or more linear directions based on the hypothesis estimation mode information; And
    상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 상기 소정 직선 방향에 따라 상기 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하고, 상기 획득된 레지듀 데이터와 상기 결정된 참조블록을 결합하여 상기 현재 예측단위의 복원블록을 생성하는 움직임 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 장치.The reference block is determined using blocks each comprising two hypothesis predictor pixels located at the predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector, and the obtained residual data and the And a motion compensator for combining the determined reference blocks to generate a reconstruction block of the current prediction unit.
  13. 움직임 벡터 추정자를 이용한 움직임 추정 장치에 있어서, In the motion estimation apparatus using a motion vector estimator,
    부호화단위에 포함된 예측단위들 중에서, 현재 예측단위의 인터 예측을 위한 현재 움직임 벡터를 결정하고, 상기 현재 움직임 벡터가 가리키는 현재 추정자 픽셀로부터 소정 서브픽셀 거리에 위치하는 가설 추정자 픽셀들 중에서, 상기 현재 추정자 픽셀을 중심으로 소정 직선 방향에 따라 위치하는 두 가설 추정자 픽셀들을 각각 포함하는 블록들을 이용하여 참조블록을 결정하는 움직임 추정부; 및Among the prediction units included in the coding unit, a current motion vector for inter prediction of the current prediction unit is determined, and among the hypothesis predictor pixels located at a predetermined subpixel distance from the current predictor pixel indicated by the current motion vector, the current A motion estimator for determining a reference block by using blocks each including two hypothetical predictor pixels positioned along a predetermined straight line with respect to the predictor pixel; And
    둘 이상의 서브픽셀 거리들 중에서 선택된 상기 소정 서브픽셀 거리와 둘 이상의 직선 방향들 중에서 선택된 상기 소정 직선 방향의 조합을 나타내는 상기 부호화단위의 가설추정모드 정보를 출력하고, 상기 예측단위들마다 움직임 벡터의 차분 정보를 출력하는 정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 추정 장치.Outputs hypothesis estimation mode information of the coding unit indicating a combination of the predetermined subpixel distance selected from two or more subpixel distances and the predetermined linear direction selected from two or more linear directions, and the difference of the motion vector for each prediction unit And an information output unit for outputting information.
  14. 제 1 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium for recording a program for implementing the method of claim 1.
  15. 제 6 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium for recording a program for implementing the method of claim 6.
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