WO2016017937A1 - 인루프 필터 파라미터 예측을 사용하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치 - Google Patents

인루프 필터 파라미터 예측을 사용하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치 Download PDF

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김성대
유기원
김재문
나상권
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삼성전자 주식회사
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    • H04N19/82—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation involving filtering within a prediction loop

Definitions

  • the present invention relates to a video encoding method and a decoding method. Specifically, the present invention relates to an in-loop filtering method.
  • 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 coding units having a tree structure.
  • 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.
  • Existing compression systems perform block-based prediction to remove redundancy between color images.
  • Existing compression systems generate, on a picture-by-picture basis, parameters used for video encoding and decoding.
  • a video encoding apparatus comprising: an encoding unit encoding an input video to generate encoded video data; A decoder which decodes video data to which a filter for correcting a pixel value is applied from the encoded video data; An ALF filter parameter for applying an adaptive loop filter (ALF) filter that corrects a value of a current pixel by using a value of a neighboring pixel located around the current pixel and a filter coefficient for the neighboring pixel may be obtained.
  • ALF adaptive loop filter
  • An ALF parameter predicting unit to generate using A SAO filter unit applying a sample adaptive offset (SAO) filter to the decoded video data by correcting a current pixel value using at least one of an edge offset and a band offset; An ALF filter unit applying the ALF filter to video data to which the SAO filter is applied using the ALF filter parameter; And an entropy encoder that performs entropy encoding of the ALF filter parameter.
  • SAO sample adaptive offset
  • the present invention provides a video encoding method with improved encoding speed and efficiency.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an operation of an encoding apparatus that performs in-loop filtering.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating an encoding apparatus and an encoding method, which perform in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an encoding apparatus and an encoding method, which perform in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B are diagrams illustrating an encoding apparatus and an encoding method, which perform in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • 4C through 4E are diagrams for describing an edge type SAO filter parameter encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • 5A and 5B illustrate an encoding apparatus and an encoding method for performing in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • 5C and 5D illustrate a method in which the SAO / ALF parameter predictor queries the SAO filter application result or the ALF filter parameter application result of the previous block according to an embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B are diagrams illustrating an encoding apparatus and an encoding method, which perform in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an encoding apparatus and an encoding method, which perform in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to an embodiment of the present invention.
  • 7D is a diagram illustrating an edge class of the edge type according to an embodiment of the present invention.
  • 7E and 7F are diagrams illustrating categories of edge type according to one embodiment.
  • 7G is a conceptual diagram illustrating a method of applying an ALF filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a video encoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram of a video decoding apparatus based on coding units according to a tree structure, according to an embodiment.
  • FIG. 10 illustrates a concept of coding units according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram of a video encoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram of a video decoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates coding units and partitions according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a relationship between coding units and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a diagram of coding units according to an embodiment of the present invention.
  • 17, 18, and 19 illustrate a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit according to the encoding mode information of Table 2.
  • FIG. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit according to the encoding mode information of Table 2.
  • 21 illustrates a physical structure of a disk in which a program is stored, according to an exemplary 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.
  • a video encoding apparatus comprising: an encoding unit encoding an input video to generate encoded video data; A decoder which decodes video data to which a filter for correcting a pixel value is applied from the encoded video data; An ALF filter parameter for applying an adaptive loop filter (ALF) filter that corrects a value of a current pixel by using a value of a neighboring pixel located around the current pixel and a filter coefficient for the neighboring pixel may be obtained.
  • ALF adaptive loop filter
  • An ALF parameter predicting unit to generate using A SAO filter unit applying a sample adaptive offset (SAO) filter to the decoded video data by correcting a current pixel value using at least one of an edge offset and a band offset; An ALF filter unit applying the ALF filter to video data to which the SAO filter is applied using the ALF filter parameter; And an entropy encoder that performs entropy encoding of the ALF filter parameter.
  • SAO sample adaptive offset
  • the ALF parameter predictor may generate the ALF filter parameter using information of decoded video to which the SAO filter is not applied.
  • the video encoding apparatus further includes a deblocking filter unit applying a deblocking filter to remove block effects on the decoded video data, and the SAO filter unit applies the SAO filter to decoded video data to which the deblocking filter is applied.
  • the ALF parameter predictor may generate the ALF filter parameter using information of the decoded video to which the deblocking filter is not applied.
  • the video encoding apparatus further includes a deblocking filter unit applying a deblocking filter to remove block effects on the decoded video data, and the SAO filter unit applies the SAO filter to decoded video data to which the deblocking filter is applied.
  • the ALF parameter predictor may predict the ALF filter parameter of the video data to which the SAO filter is applied using the information of the decoded video to which the deblocking filter is applied.
  • the video encoding apparatus may include: a deblocking filter unit applying a deblocking filter to remove a block effect on the decoded video data; And a SAO parameter predictor configured to generate a SAO filter parameter for applying a SAO filter to the decoded video data by using the information of the decoded video to which the deblocking filter is not applied.
  • the SAO filter may be applied to video data decoded using filter parameters.
  • the ALF parameter predictor may predict the ALF filter parameter of the video data to which the SAO filter is applied by using the information of the decoded video to which the deblocking filter is applied.
  • the entropy encoder may perform entropy encoding of the predicted SAO filter parameter.
  • the SAO filter unit may apply the SAO filter to the reconstructed video to which the deblocking filter is applied.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameters using pixel values of the decoded video to which the deblocking filter is not applied.
  • the SAO parameter predictor predicts the result of applying the deblocking filter to the decoded video using the pixel value of the decoded video to which the deblocking filter is not applied, and uses the SAO filter to predict the result of applying the deblocking filter. Parameters can be predicted.
  • the SAO parameter predictor may predict SAO filter parameters using prediction information used for encoding the decoded video.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameter of the current block by using the SAO filter parameter of the previous block to which the SAO filter is applied before the SAO filter is applied to the current block in the decoded video.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameter of the current block by using information of spatial neighboring blocks located in the same picture as the picture of the reconstructed video in which the current block is located.
  • the information on the spatial neighboring block may include at least one of pixel values, prediction information, and SAO filter parameters of the spatial neighboring block.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameter of the current block by using information of a temporal neighboring block located in a picture having image order information different from the image order information of the reconstructed video picture in which the current block is located.
  • the information of the temporal neighboring block may include at least one of pixel values, prediction information, and SAO filter parameters of the temporal neighboring block.
  • the SAO parameter predictor is located in a picture having temporal information different from the spatial neighboring block information located in the same picture as the picture of the reconstructed video in which the current block is located and the time information of the picture in the reconstructed video in which the current block is located.
  • the SAO filter parameter of the current block may be predicted using at least one of information of a temporal neighboring block and information of the current block to which the deblocking filter is not applied.
  • the entropy encoder may perform entropy encoding of the predicted ALF filter parameter before the ALF filter applies the ALF filter to the current block to which the SAO filter is applied using the generated ALF filter parameter.
  • a video encoding method includes a video encoding method performed by a video encoding apparatus, the method comprising: generating encoded video data by encoding an input video; Decoding video data to apply a filter to correct a pixel value from the encoded video data; An ALF filter parameter for applying an adaptive loop filter (ALF) filter that corrects a value of a current pixel by using a value of a neighboring pixel located around the current pixel and a filter coefficient for the neighboring pixel may be obtained.
  • ALF adaptive loop filter
  • the generating of the ALF filter parameter may include generating the ALF filter parameter by using information of the decoded video to which the SAO filter is not applied.
  • the present invention may include a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a method according to an embodiment.
  • the computer program according to an embodiment of the present invention may be combined with hardware to generate an encoded video data by encoding an input video; Decoding video data to apply a filter to correct a pixel value from the encoded video data; An ALF filter parameter for applying an adaptive loop filter (ALF) filter that corrects a value of a current pixel by using a value of a neighboring pixel located around the current pixel and a filter coefficient for the neighboring pixel may be obtained.
  • ALF adaptive loop filter
  • the generating of the ALF filter parameter may include generating the ALF filter parameter by using information of the decoded video to which the SAO filter is not applied.
  • the image may be a still image of the video or a moving image, that is, the video itself.
  • the sample means data to be processed as data allocated to a sampling position of an image.
  • the pixels in the spatial domain image may be samples.
  • the current block means a block of an image to be encoded or decoded.
  • the current block may mean a block of a color image to be encoded or decoded.
  • the current block may be one of a luma block and a Cr block Cb block.
  • the current image means an image including the current block.
  • a current color image means a color image including a current block.
  • the current color image represents a color image including a block to be encoded or decoded.
  • the neighboring block around the current block represents a block neighboring the current block.
  • the neighboring block may be located at the top of the current block, at the top right of the current block, at the left of the current block, at the bottom left of the current block, or at the top left of the current block.
  • the neighboring block may be an encoded block neighboring the current block or a decoded block.
  • a video encoding apparatus a video encoding method, and a video decoding apparatus and a video decoding method are disclosed.
  • the encoding apparatus 100 includes an encoder 101, a decoder 110, a deblocking filter 120, a SAO filter 132, an ALF filter 134, an entropy encoder 150, and a plurality of data. And buffers 192, 194, and 196.
  • the encoder 101 encodes the input original video to generate encoded video data.
  • the encoded video data is input to the decoder.
  • the encoder 101 divides the video into pictures, divides the picture into blocks, predicts pixel values constituting the video, transforms the difference between the pixel values according to the prediction, and quantizes the converted values.
  • the encoder 101 may convert the difference between pixel values into the frequency domain and quantize the converted value.
  • the encoder 101 may divide the video into blocks and encode the video block by block.
  • the type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. Blocks are not limited to data units of a constant size.
  • a block according to an embodiment may include a maximum coding unit (MCU), a coding unit (CU), a prediction unit, or a transform unit among coding units having a tree structure. ) And the like.
  • the encoder 101 may individually perform encoding for each largest coding unit of an image.
  • the current maximum coding unit may be encoded based on coding units having a tree structure divided from the current maximum coding unit.
  • the encoder 101 may perform intra and / or inter prediction, transformation, and quantization on each of the luminance and / or chroma coding units of the tree structure included in the current coding unit to encode the current maximum coding unit. .
  • a video encoding and decoding method based on coding units having a tree structure will be described later with reference to FIG. 8 or below.
  • the decoder 110 decodes the encoded video data by performing the encoding process in reverse to generate a reconstructed video. For example, the decoder 110 performs decoding on inverse quantization, inverse transform, intra prediction, or motion compensation on the samples encoded for each coding unit having a tree structure, and thus includes a pixel included in the current maximum coding unit. Can restore them.
  • the reconstructed video generated by reconstructing the encoded video encoding the original video has a difference from the original video.
  • the specific pixel value of the reconstructed video data generated by encoding and decoding the specific pixel value of the original video data and the specific pixel value of the original video may have different values.
  • the quality of the reconstructed video by this difference can be measured by performing subjective quality evaluation of the original video and the reconstructed video, and the reconstructed video generally includes artifacts that hinder subjective quality compared to the original video.
  • artifacts include block artifacts, noise artifacts, and the like.
  • Various post-treatment filters have been provided to remove these artifacts. For example, as illustrated in FIG. 1, a deblocking filter, a SAO filter, an ALF filter, and the like are provided.
  • the reconstructed video may be passed to the deblocking filtering unit 120 to remove artifacts in the reconstructed video.
  • a deblocking filter is applied to the reconstructed video to remove the block phenomenon appearing in the reconstructed video. Filtering may be performed to reduce a block phenomenon for pixels located in a boundary region of a coding unit for each coding unit having a maximum coding unit or a tree structure.
  • the reconstructed video to which the deblocking filter is applied is transferred to the SAO filtering unit 132 for later image processing.
  • the SAO filtering unit 132 performs filtering using the SA0 filter.
  • a sample adaptive offset (SAO) filter is a filter that corrects current pixel values using edge offsets and / or band offsets.
  • the SAO filtering unit 132 determines an edge offset according to a size relationship between a value of a current pixel to correct a pixel value and a value of a neighboring pixel located around the current pixel, and determines a band offset according to the size of the current pixel value. Can be.
  • the SAO filtering unit 132 may adjust pixel values of the reconstructed pixels for each maximum coding unit.
  • the SAO filtering unit 132 may determine the SAO type, SAO class, and offset values of the current block for applying the SAO filter.
  • the SAO filtering unit 132 may apply the SAO filter to the reconstructed video to which the deblocking filter is applied, and deliver the reconstructed video to which the SAO is applied to the ALF filtering unit 134.
  • the SAO filtering unit 132 may transmit the SAO type and the SAO class value to the entropy encoder 101.
  • the ALF filtering unit 134 performs filtering using the ALF filter.
  • the adaptive loop filter (ALF) filter is a filter that corrects the value of the current pixel by using a correction value determined by calculating a value of a peripheral pixel located around the current pixel to correct the pixel value and a filter coefficient for the peripheral pixel. .
  • the ALF filtering unit 134 may determine the shape, size, and coefficients of the ALF filter for applying the ALF filter to the current pixel.
  • the ALF filtering unit 134 may apply the ALF filter to the current pixel using the determined shape, size, and coefficient of the ALF filter.
  • the ALF filtering unit 134 may transmit the reconstructed video to which the ALF filter is applied, to the encoders 101 and 101.
  • the encoder 101 may encode the input video by predicting the input original video using the reconstructed video to which the ALF filter is applied.
  • the video encoding apparatus 100 may perform encoding of the original video by performing inter prediction of a picture to be encoded using a reconstructed picture to which an ALF filter is applied.
  • the entropy encoder 150 may generate a bitstream after entropy encoding a syntax element generated by encoding a video.
  • the entropy encoder may entropy-encode the SAO filter parameter and the ALF filter parameter to generate a bitstream.
  • the SAO filter parameter and the ALF filter parameter according to an embodiment may be classified into entropy-encoded parameters based on context and entropy-encoded parameters according to a bypass mode according to an entropy encoding scheme.
  • the context-based entropy encoding scheme may be performed by a series of operations of a binarization operation for converting a symbol such as a SAO filter parameter into a bit string, and an arithmetic encoding operation for performing context-based arithmetic encoding on the bit string.
  • arithmetic encoding method for performing context-based arithmetic coding CABAC (Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) is widely used.
  • each bit of the symbol bit string may be a bin of a context, and each bit position may be mapped to a bin index.
  • the length of the bit string that is, the length of the bins, may vary depending on the size of the symbol value.
  • probability modeling based on the context of a symbol is required.
  • Probability modeling based on context may be performed under the assumption that the encoding bits of the current symbol are probabilistically predicted based on previously encoded symbols.
  • probability modeling is a process of analyzing a probability of occurrence of 0 or 1 in each bin.
  • the process of updating the context may be repeated for each block by reflecting the result of analyzing the bit-by-bit probability of the symbols of the new block in the context up to now. As this probability modeling is repeated, a probability model with matching occurrence probabilities for each bin may be determined.
  • the context-based entropy encoding may be performed by selecting and outputting a code corresponding to the current context for each bit of the binarized bit string of the current symbols with reference to the context-based probability model.
  • the entropy encoding operation according to the bypass mode refers to an entropy encoding operation using a probabilistic model without considering the context of a symbol.
  • entropy encoding must be delayed until the SAO filter parameter and the ALF filter parameter are determined in order to entropy encode the SAO filter and the ALF filter parameter. Accordingly, when the SAO filtering unit 132 and the ALF filtering unit 134 are implemented in hardware, the entropy encoding step for generating the bitstream should be delayed until the SAO filter and ALF filter parameter determination operations are completed. Various information is buffered.
  • predictive information PUINFO, transform information TUINFO, etc. which are syntax elements for entropy encoding, are stored in the data buffers 192, 194, and 196 until the SAO filter and ALF filter parameters are determined and entropy encoded. Stored.
  • inefficiency may occur in terms of circuit size and power consumption.
  • the encoding apparatus 100 predicts the SAO filter and the ALF filter parameter before deblocking filtering and entropy encodes the predicted filter parameter, thereby providing circuit area and power due to SAO encoding. Inefficiency in terms of consumption can be improved.
  • 2A is a conceptual diagram illustrating an encoding operation for performing in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 200 includes an encoder 201, a decoder 210, a deblocking filter 220, a SAO filter 232, an ALF filter 234, and entropy encoding.
  • the unit 250 includes a SAO / ALF parameter predictor 282 and a plurality of data buffers 292 and 294.
  • the SAO / ALF parameter predictor 282 predicts the SAO and ALF filter parameters using the data of the reconstructed video generated by the decoder. For example, the SAO / ALF parameter predictor 282 may predict the SAO filter parameter or predict the ALF filter parameter using the pixel value of the reconstructed video received from the decoder 210.
  • the reconstructed video data received from the decoder 210 is video data before the deblocking filter is applied.
  • the SAO filter parameter or ALF filter parameter predicted by the video data before the deblocking filter is applied may have a lower filter effect than the SAO filter parameter or ALF filter parameter calculated on the reconstructed video data to which the deblocking filter is applied.
  • the SAO / ALF parameter predictor 282 predicts the deblocking processing of the reconstructed video, predicts the SAO filter parameter using the reconstructed video pixel value expected as a result of the deblocking filter being processed, or calculates the ALF filter parameter. It can be predicted.
  • the SAO / ALF parameter predictor 282 may predict the SAO filter parameter by predicting the SAO type, SAO class, and offset value of the current block by using the reconstructed video data before the deblocking filter is applied.
  • a method for determining the SAO type, SAO class, and offset value a known method may be used.
  • the SAO type may indicate whether the SAO filter is applied to the current block or if the pixel value classification type of the current block is an edge type or a band type.
  • the SAO class may represent an edge direction according to an edge type or a band range according to a band type.
  • the offset value may represent an average of difference values between the reconstructed pixels and the original pixels included in the SAO category.
  • the SAO / ALF parameter predictor 282 uses the reconstructed video data before the deblocking filter is applied to determine whether the ALF filter is applied to the current block, the shape of the ALF filter applied to the current block, the size of the ALF filter, and / or the ALR filter.
  • ALF filter parameters can be predicted by predicting the coefficients used. Whether to apply the ALF filter, the shape of the ALF filter applied to the current block, the size of the ALF filter and / or the method of determining the coefficients used in the ALR filter can be known methods.
  • the SAO / ALF parameter predictor 282 transmits the predicted SAO filter parameter to the SAO filter 232.
  • the SAO / ALF parameter predictor 282 may transmit the predicted ALF filter parameter to the ALF filter 234.
  • the SAO / ALF parameter predictor 282 may transmit the predicted SAO filter parameter and the ALF filter parameter to the entropy encoder 250.
  • the entropy encoder 250 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data received from the encoder along with the SAO filter parameter and / or the ALF filter parameter received from the SAO / ALF parameter predictor 282.
  • entropy encoding of the SAO filter parameter and the ALF filter parameter may be performed before performing the deblocking filter. Accordingly, the waiting time of data on which entropy encoding is performed is reduced, and thus data to be entropy encoded can be removed more quickly from the data buffer.
  • the encoding apparatus 200 may generate encoded video data by encoding an original video (S211).
  • the encoding apparatus 200 may perform encoding of the video by encoding the original video in picture units.
  • the encoding apparatus 200 may encode a picture in block units.
  • the block unit may be a coding block unit that divides a picture into a tree structure from a maximum coding block unit.
  • the encoding apparatus 200 may encode the picture in a coding unit that is divided into a tree structure from the maximum coding unit.
  • the encoding apparatus 200 may decode the encoded video to generate decoded video data (S212).
  • the encoding apparatus 200 may decode the encoded video in picture units to decode the video.
  • the encoding apparatus 200 may decode a picture in block units.
  • the encoding apparatus 200 may decode the picture into coding units that are split into a tree structure from the largest coding unit.
  • the encoding apparatus 200 may apply a deblocking filter to the decoded video (S213).
  • the encoding apparatus 200 may apply a deblocking filter to the decoded video on a picture basis.
  • the encoding apparatus 200 may apply a deblocking filter to the decoded video picture on a block basis. For example, the encoding apparatus 200 applies the deblocking filter along each row determined as the block height value in the picture, and applies the deblocking filter along the column separated by the block width value in the picture. Can be.
  • the encoding apparatus 200 may predict the SAO filter parameter and / or the ALF filter parameter independently of the application of the deblocking filtering (S216).
  • the encoding apparatus 200 may predict the SAO filter parameter and the ALF filter parameter by using the reconstructed video data before the deblocking filtering is performed.
  • the encoding apparatus 200 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data, the SAO filter parameter, and the ALF filter parameter (S217).
  • the encoding apparatus 200 may apply the SAO filter to the decoded video to which the deblocking filter is applied using the predicted SAO filter parameter (S214).
  • the encoding apparatus 200 may apply the ALF filter to the decoded video to which the SAO filter is applied using the predicted ALF filter parameter (S215).
  • 3A is a conceptual diagram illustrating an encoding operation of performing in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 300 includes an encoder 301, a decoder 310, a deblocking filter 320, a SAO filter 330, an ALF filter 340, and an entropy encoding.
  • the unit 350 includes a first ALF parameter predictor 382 and a plurality of data buffers 392 and 394.
  • the first ALF parameter predictor 382 predicts the ALF filter parameter using the data of the reconstructed video generated by the decoder.
  • the first ALF parameter predictor 382 may predict the ALF filter parameter using the pixel value of the reconstructed video received from the decoder 310.
  • the first ALF parameter predictor 382 may transfer the predicted ALF filter parameter to the ALF filter 340.
  • the first ALF parameter predictor 382 may deliver the ALF filter parameter to the entropy encoder 350.
  • the entropy encoder 350 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data received from the encoder 301 together with the ALF filter parameter received from the first ALF parameter predictor 382.
  • the encoding apparatus 300 may perform entropy encoding of the ALF filter parameters before the deblocking filter, as the ALF filter parameters are predicted before the deblocking filter is performed. .
  • a waiting time of data on which entropy encoding is performed is reduced, so that the encoding apparatus 300 may remove data to be entropy encoded faster from the data buffer.
  • the first ALF parameter predictor 382 may be replaced with the second ALF parameter predictor 384, or the first ALF parameter predictor 382 and the second ALF parameter predictor 384 may be configured together.
  • the reconstructed video data received from the decoder 310 is video data before the deblocking filter is applied.
  • the SAO filter parameter or ALF filter parameter predicted for the video data before the deblocking filter is applied may have a lower filter effect than the SAO filter parameter or the ALF filter parameter calculated for the reconstructed video data to which the deblocking filter is applied. Accordingly, the encoding apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may predict the ALF filter parameter by using the second ALF parameter predictor 384 without using the first ALF parameter predictor 382.
  • the second ALF parameter predictor 384 performs prediction of the ALF filter parameter using the reconstructed video data processed by the deblocking filter.
  • the encoding apparatus 300 may select which of the first ALF parameter predictor 382 and the second ALF parameter predictor 384 to predict the ALF filter parameter according to a preset method. For example, the encoding apparatus 300 may determine which of the first ALF parameter predictor 382 and the second ALF parameter predictor 384 is used to predict the ALF filter parameter. It may be determined according to the degree of block artifacts shown in FIG. 6 or the degree of block artifacts of the current picture to which the ALF filter is applied.
  • the second ALF parameter predictor 384 may deliver the predicted ALF filter parameter to the ALF filter 340.
  • the second ALF parameter predictor 384 may transfer the ALF filter parameter to the entropy encoder 350.
  • the entropy encoder 350 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data received from the encoder 301 together with the ALF filter parameter received from the second ALF parameter predictor 384.
  • the second ALF parameter predictor 384 As the ALF filter parameter is predicted before the SAO filter is performed, entropy encoding of the ALF filter parameter may be performed before the SAO filter is performed. As a result, a waiting time of data on which entropy encoding is performed is reduced, so that the encoding apparatus 300 may remove data to be entropy encoded faster from the data buffer.
  • the encoding apparatus 300 may generate encoded video data by encoding an original video (S311).
  • the encoding apparatus 300 may decode the encoded video to generate decoded video data (S312).
  • the encoding apparatus 300 may apply a deblocking filter to the decoded video (S313).
  • the encoding apparatus 300 may predict the ALF filter parameter independently of the application of the deblocking filtering (S316). As described above, the encoding apparatus 300 may predict the ALF filter parameter by using the reconstructed video data before the deblocking filtering is performed.
  • the encoding apparatus 300 may apply the SAO filter to the decoded video to which the deblocking filter is applied (S314).
  • the encoding apparatus 300 may apply the ALF filter to the decoded video to which the SAO filter is applied using the predicted ALF filter parameter (S315).
  • the encoding apparatus 300 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data, the SAO filter parameter, and the predicted ALF filter parameter (S317).
  • An encoding method of performing encoding by predicting an ALF filter parameter before the encoding apparatus 300 according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 3A is performed will be described in detail with reference to FIG. 3C. Description overlapping with the encoding method described in FIG. 2A will be omitted.
  • the encoding apparatus 300 may generate encoded video data by encoding an original video (S311).
  • the encoding apparatus 300 may decode the encoded video to generate decoded video data (S312).
  • the encoding apparatus 300 may apply a deblocking filter to the decoded video (S313).
  • the encoding apparatus 300 may apply the SAO filter to the decoded video to which the deblocking filter is applied (S314).
  • the encoding apparatus 300 may predict the ALF filter parameter independently of the application of the SAO filter (S318). As described above, the encoding apparatus 300 may predict the ALF filter parameter using the reconstructed video data before the SAO filter is applied.
  • the encoding apparatus 300 may apply the ALF filter to the decoded video to which the SAO filter is applied using the predicted ALF filter parameter (S315).
  • the encoding apparatus 300 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data, the SAO filter parameter, and the predicted ALF filter parameter (S319).
  • the encoding apparatus 400 includes an encoder 401, a decoder 410, a deblocking filter 420, a SAO filter 432, an ALF filter 434, and an entropy encoder. 450, a SAO / ALF parameter predictor 482 and a plurality of data buffers 492 and 494.
  • an encoder 401 a decoder 410, a deblocking filter 420, a SAO filter 432, an ALF filter 434, and an entropy encoder.
  • a SAO / ALF parameter predictor 482 and a plurality of data buffers 492 and 494.
  • the SAO / ALF parameter predictor 482 predicts the SAO and ALF filter parameters using the data of the reconstructed video generated by the decoder.
  • the SAO / ALF parameter predictor 482 may predict the SAO filter parameter or predict the ALF filter parameter using the prediction information of the reconstructed video received from the decoder 410.
  • Examples of the prediction information include a reconstructed pixel value, a boundary strength for applying a deblocking filter, a motion vector generated by performing inter prediction, and inter / intra mode information.
  • the prediction information may include information that can be obtained before the block unit to which the current filter is to be applied is deblocked.
  • the prediction information may include residual data of a coding unit currently encoded, a motion vector at inter prediction, an intra mode at intra prediction, and the like.
  • the SAO / ALF parameter predictor 482 may predict the SAO filter parameter of the current block based on the obtained prediction information.
  • the SAO filter parameter prediction may be performed independently of the deblocking performance.
  • the SAO / ALF parameter predictor 482 may determine a SAO filter parameter based on a pixel value, residue data, a motion vector at inter prediction, an intra mode at intra prediction, and the like, which are reconstructed prior to the deblocking of the current coding unit. It can be predicted.
  • the SAO type of the current block may be predicted as an edge type based on the motion vector during inter prediction and the intra mode during intra prediction, and the SAO class of the predicted edge type may be predicted.
  • the SAO / ALF parameter predictor 482 transfers the predicted SAO filter parameter to the SAO filter 432.
  • the SAO / ALF parameter predictor 482 may transmit the predicted ALF filter parameter to the ALF filter 434.
  • the SAO / ALF parameter predictor 482 may transmit the predicted SAO filter parameter and the ALF filter parameter to the entropy encoder 450.
  • the entropy encoder 450 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data received from the encoder along with the SAO filter parameter and / or the ALF filter parameter received from the SAO / ALF parameter predictor 482.
  • entropy encoding of the SAO filter parameter and the ALF filter parameter may be performed before performing the deblocking filter.
  • a waiting time of data on which entropy encoding is performed is reduced, so that the encoding apparatus 400 may remove data to be entropy encoded faster from the data buffer.
  • the encoding apparatus 400 may generate encoded video data by encoding an original video (S411).
  • the encoding apparatus 400 may decode the encoded video to generate decoded video data (S412).
  • the encoding apparatus 400 may apply a deblocking filter to the decoded video (S413).
  • the encoding apparatus 400 may predict the SAO filter parameter and / or the ALF filter parameter by using the encoding prediction information independently of the application of the deblocking filtering (S416). As described above, the encoding apparatus 400 may predict the SAO filter parameter and the ALF filter parameter by using encoding information of the video data performed before the deblocking filtering is performed.
  • the encoding apparatus 400 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data, the SAO filter parameter, and the ALF filter parameter (S417).
  • the encoding apparatus 400 may apply the SAO filter to the decoded video to which the deblocking filter is applied using the predicted SAO filter parameter (S414).
  • the encoding apparatus 400 may apply the ALF filter to the decoded video to which the SAO filter is applied using the predicted ALF filter parameter (S415).
  • the encoding apparatus 400 determines a SAO filter parameter including a SAO type, a SAO class, and an offset value in order to apply the SAO filter.
  • the SAO type indicates whether the pixel value classification method of the current maximum coding unit is an edge type or a band type
  • the SAO class indicates an edge direction or a band range according to the band type according to the edge type
  • the offset value is included in the SAO class.
  • the difference between the reconstructed pixels and the original pixels may be represented.
  • the edge class according to the direction of the edge may be determined to be one of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 °.
  • the above-described four edge class cases may be calculated by applying a rate-distortion (RD) cost to all pixels included in the largest coding unit. Since the encoding apparatus 400 needs to obtain the edge offset values of all pixels, the circuit implementation becomes complicated, which may result in a large implementation load (logic gates or code size) and power consumption.
  • RD rate-distortion
  • the encoding apparatus 400 may determine the edge offset parameter by determining the edge class using information related to the direction of the largest coding unit currently encoded.
  • An edge offset parameter according to an embodiment may be determined based on the maximum coding unit.
  • the encoding apparatus 400 according to an embodiment may obtain directional information of the largest coding unit currently encoded, from among the largest coding units of the video.
  • the edge direction obtained here may be one of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 °.
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information of the edge of the largest coding unit currently encoded, using an edge detection algorithm. For example, the encoding apparatus 400 may detect an edge of the maximum coding unit by using an edge detection algorithm such as a Sobel algorithm. In addition, the direction of the detected edge may be approximated to determine the directional information as one of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 °.
  • an edge detection algorithm such as a Sobel algorithm.
  • the direction of the detected edge may be approximated to determine the directional information as one of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 °.
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information by using intra mode information of the largest coding unit currently encoded.
  • the maximum coding unit may be configured of a plurality of prediction units. Prediction may be performed in different intra modes for each prediction unit.
  • the largest coding unit may be predicted in at least one intra mode.
  • the encoding apparatus 400 may calculate histograms for the intra modes included in the maximum coding unit, and obtain a predetermined intra mode as the directional information based on the histogram.
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information according to the frequency of occurrence of the intra mode within the maximum coding unit.
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information based on the motion vector of the largest coding unit currently encoded.
  • the maximum coding unit may be configured of a plurality of prediction units to have at least one motion vector.
  • the encoding apparatus 400 may calculate a histogram of motion vectors included in the maximum coding unit, and obtain directional information based on the histogram.
  • the directional information may be obtained according to the size of the motion vector within the maximum coding unit.
  • the direction of the detected motion vector may be approximated to determine the directional information as one of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 °.
  • the encoding apparatus 400 may determine a parameter of an edge offset with respect to the maximum coding unit currently encoded based on the obtained directional information.
  • the parameter of the edge offset determined here may be the above-described edge class.
  • the encoding apparatus 400 may determine an edge class having the same direction as the obtained direction. That is, when the obtained directional information indicates 0 °, the horizontal direction may be determined as the edge class.
  • the encoding apparatus 400 may determine an edge class having a direction orthogonal to a direction obtained as a result of edge detection. That is, when the obtained directional information indicates 0 °, the vertical direction may be determined as the edge class.
  • the encoding apparatus 400 may perform entropy encoding on the parameter of the edge offset. For example, the encoding apparatus 400 may perform entropy encoding on the determined edge class. In addition, the encoding apparatus 400 may determine the SAO adjustment value based on the class determined by the encoding apparatus 400 and perform SAO adjustment.
  • 4C illustrates an example of a method of encoding edge type SAO filter parameters according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information of an edge of the largest coding unit currently encoded using an edge detection algorithm.
  • the encoding apparatus 400 may detect an edge of the maximum coding unit by using an edge detection algorithm such as a Sobel algorithm.
  • the directional information may be determined as one of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 ° by approximating the detected edge direction.
  • the detected edge 461 may have a direction of 135 °.
  • the encoding apparatus 400 may determine an edge class of the largest coding unit currently encoded based on the obtained directional information. For example, the encoding apparatus 400 may select the edge class 462 having the same directionality as the obtained direction 461 among the four offset classes shown in FIG. 4C (b) according to a preset method. As another example, the encoding apparatus 400 may select an edge class 463 having a direction orthogonal to the obtained direction 461 from the four offset classes shown in FIG. 4C (b) according to a preset method.
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information by using intra mode information of a maximum coding unit currently encoded. That is, the 35 intra modes 464 that the coding unit may have may be approximated in four directions based on the predetermined table 465. For example, when the intra mode acquired in the maximum coding unit currently encoded is 8, based on the table 465, the encoding apparatus 400 may determine that the maximum coding unit has a directionality in the horizontal direction.
  • the maximum coding unit may include a plurality of prediction units to have at least one intra mode.
  • the encoding apparatus 400 may calculate histograms for the intra modes included in the maximum coding unit, and obtain a predetermined intra mode as the directional information based on the histogram.
  • the directional information may be obtained according to the frequency of occurrence of the intra mode within the maximum coding unit.
  • the encoding apparatus 400 may determine an edge class for the maximum coding unit currently encoded based on the obtained directional information. For example, the encoding apparatus 400 may select an edge class 466a having the same directionality as the obtained direction (intra mode 8) among the four offset classes shown in (b) of FIG. 4D according to a preset method. have. As another example, the encoding apparatus 400 may select an edge class 466b having a direction orthogonal to the obtained direction (intra mode 8) from among the four offset classes shown in FIG. 4D according to a preset method. .
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information based on the motion vector 467 of the largest coding unit currently encoded. In this case, the encoding apparatus 400 may determine the directional information as one of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 ° by approximating the direction of the detected motion vector. For example, the direction of the motion vector 467 of FIG. 4E (a) may be determined as 0 °.
  • the maximum coding unit may be configured of a plurality of prediction units to have at least one motion vector.
  • the encoding apparatus 400 may calculate a histogram of motion vectors included in the maximum coding unit, and obtain directional information based on the histogram.
  • the encoding apparatus 400 may obtain directional information according to the size of the motion vector within the maximum coding unit.
  • the encoding apparatus 400 may determine an edge class of the largest coding unit currently encoded based on the obtained directional information. For example, the encoding apparatus 400 may select an edge class 468a having the same directionality as the obtained direction 467 among the four offset classes shown in FIG. 4E (b) according to a preset method. As another example, the encoding apparatus 400 may select an edge class 468b having a direction orthogonal to the obtained direction 467 from among the four offset classes shown in FIG. 4E (b) according to a preset method.
  • 5A is a conceptual diagram illustrating an encoding operation for performing in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 500 includes an encoder 501, a decoder 510, a deblocking filter 520, a SAO filter 532, an ALF filter 534, and entropy encoding.
  • the unit 550 includes a SAO / ALF parameter predictor 582 and a plurality of data buffers 570, 592, and 594.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 predicts the SAO and ALF filter parameters using the data of the reconstructed video generated by the decoder. For example, the SAO / ALF parameter predictor 582 may predict the SAO filter parameter or predict the ALF filter parameter using the pixel value of the reconstructed video and / or the prediction information of the reconstructed video received from the decoder 510. have.
  • the SAO / ALF parameter prediction unit 582 may predict the SAO filter parameters using the SAO filter parameters generated according to the previously performed result of the SAO filter.
  • the result of performing the previously performed SAO filter may be stored in the data buffer 570.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may use the SAO filter parameter of the previous block as the SAO filter parameter of the current block.
  • 5C and 5D illustrate a method in which the SAO / ALF parameter prediction unit 582 inquires the SAO filter application result or ALF filter parameter application result of the previous block.
  • the previous block includes a spatial neighboring block located in the same picture as the picture in which the current block is located as shown in FIG. 5C and a temporal neighboring block located in a picture having time information different from the picture in which the current block is located as shown in FIG. 5D. Include.
  • the SAO / ALF parameter prediction unit 582 may predict the SAO filter parameter of the largest coding unit currently encoded from another coding unit previously encoded.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may use another maximum coding unit having a temporal or spatial correlation with the current maximum coding unit to obtain the SAO filter parameter.
  • the SAO / ALF parameter prediction unit 582 may predict the SAO filter parameter of the maximum coding unit that is previously encoded as the SAO filter parameter of the maximum coding unit that is currently encoded.
  • the maximum coding unit 560 currently encoded is the SAO of the current maximum coding unit 560 using the SAO filter parameter of the previously encoded maximum coding unit 561 within the same picture. Filter parameters can be determined.
  • the maximum coding unit 562 currently encoded is based on the SAO filter parameter of the maximum coding unit 563 encoded in a picture temporally earlier than the picture including the current maximum coding unit.
  • the SAO filter parameter of the largest coding unit 562 may be determined.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may predict the ALF filter parameter using the ALF filter parameter generated according to the previously performed result of the ALF filter.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may use the ALF filter parameter of the previous block as the ALF filter parameter of the current block.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may predict the SAO filter parameter by using the SAO filter application result of the previous block to which the SAO filter is applied and information on the current block before the SAO filter parameter is generated in the current block.
  • the information on the current block includes encoding information of the current block generated before the SAO filter and / or deblocking filter is applied.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may first use the SAO filter parameter of the block having the smallest difference between the current block and the pixel value among the previous blocks to which the SAO filter is applied, as the SAO filter parameter of the current block.
  • the SAO / ALF parameter prediction unit 582 may first use the SAO filter parameter of the block having the smallest difference between the current block and the pixel value among the previous blocks to which the SAO filter is applied, as the SAO filter parameter of the current block.
  • the pixel value of the current block to be compared may be the pixel value of the current block before the deblocking filter is applied.
  • the SAO / ALF parameter prediction unit 582 may predict the SAO filter parameter by using encoding information of the current block and the result of applying the SAO filter of the previous block. For example, the SAO / ALF parameter prediction unit 582 may use the SAO filter parameter of the previous block having the same intra prediction direction as the intra prediction direction of the current block as the SAO filter parameter of the current block.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may predict the SAO filter parameters of the current block by correcting the SAO filter parameters of the previous block according to the difference between the pixel values of the previous block and the current block.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may predict the ALF filter parameter using the result of applying the ALF filter of the previous block to which the ALF filter is applied before the ALF filter parameter is generated in the current block.
  • the SAO / ALF parameter prediction unit 582 may first use the ALF filter parameter of the block having the smallest difference between the current block and the pixel value among the previous blocks to which the ALF filter is applied as the ALF filter parameter of the current block.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may predict the ALF filter parameter of the current block by correcting the ALF filter parameter of the previous block according to the difference between the pixel values of the previous block and the current block.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 transfers the predicted SAO filter parameter to the SAO filter 532.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may transmit the predicted ALF filter parameter to the ALF filter 534.
  • the SAO / ALF parameter predictor 582 may transmit the predicted SAO filter parameter and the ALF filter parameter to the entropy encoder 550.
  • the entropy encoder 550 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data received from the encoder together with the SAO filter parameter and / or the ALF filter parameter received from the SAO / ALF parameter predictor 582.
  • entropy encoding of the SAO filter parameter and the ALF filter parameter may be performed before performing the deblocking filter. Accordingly, the waiting time of data on which entropy encoding is performed is reduced, and thus data to be entropy encoded can be removed more quickly from the data buffer.
  • the encoding apparatus 500 may generate encoded video data by encoding an original video (S511).
  • the encoding apparatus 500 may decode the encoded video to generate decoded video data (S512).
  • the encoding apparatus 500 may apply a deblocking filter to the decoded video (S513).
  • the encoding apparatus 500 may predict the SAO filter parameter by using the result of applying the SAO filter of the previous block independently of the application of the deblocking filtering (S516).
  • the encoding apparatus 500 according to an embodiment of the present invention may predict the ALF filter parameter using the result of applying the ALF filter of the previous block independently of the application of the deblocking filtering (S517).
  • the encoding apparatus 500 may predict the SAO filter parameter and the ALF filter parameter by using the SAO filtering information and / or ALF filtering information of the previous block performed before the deblocking filtering is performed.
  • the encoding apparatus 500 may generate a bitstream by entropy encoding the encoded data, the SAO filter parameter, and the ALF filter parameter (S518).
  • the encoding apparatus 500 may apply the SAO filter to the decoded video to which the deblocking filter is applied using the predicted SAO filter parameter (S514).
  • the encoding apparatus 500 may apply the ALF filter to the decoded video to which the SAO filter is applied using the predicted ALF filter parameter (S515).
  • 6A and 6B illustrate a block diagram and an encoding method of an encoding apparatus 600 performing in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 600 includes an encoder 601, a decoder 602, an ALF parameter predictor 603, an SAO filter 604, an ALF filter 605, and entropy encoding. It may be configured to include a portion 606.
  • the encoder 601 encodes the input video as described above to generate encoded data.
  • the encoder 601 may encode the input video using the reconstructed video to which at least one filter of the deblocking filter, the SAO filter, and the ALF filter is applied.
  • the decoder 602 may generate a current block to which the ALF filter is applied by decoding the encoded video as described above.
  • the ALF parameter predictor 603 may predict the ALF filter parameter of the current block for applying the ALF filter to the current block.
  • the ALF parameter predictor 603 may predict the ALF filter parameter of the current block by using the information of the current block to which the deblocking filter is not applied.
  • the ALF parameter predictor may predict the ALF filter parameter of the current block by using the information of the current block to which the deblocking filter is applied.
  • the SAO filtering unit 604 may determine a correction value specified in the size relationship type between the value of the current pixel to be corrected for the pixel applied to the current block and the value of the neighboring pixel located around the current pixel, or the size classification type to which the current pixel value belongs.
  • a sample adaptive offset (SAO) filter may be applied to correct a current pixel value using a specified correction value.
  • the ALF filtering unit 605 may apply the ALF filter to the current block to which the SAO filter is applied using the predicted ALF filter parameter.
  • the entropy encoder 606 may perform entropy encoding of the predicted ALF filter parameter.
  • the entropy encoder 606 may perform entropy encoding of the predicted ALF filter parameter before applying the ALF filter to the current block to which the SAO filter is applied, using the predicted ALF filter parameter.
  • the encoding apparatus 600 may generate encoded video data by encoding an input video first to perform in-loop filtering (S611).
  • the encoding apparatus 600 may decode video data to which a filter for correcting a pixel value is encoded from the encoded video data (S612).
  • the encoding apparatus 600 applies an ALF filter parameter for applying an ALF (Adaptive Loop Filter) filter that corrects a value of a current pixel by using a value of a neighboring pixel located around the current pixel and a filter coefficient for the neighboring pixel. Can be generated using the information of the decoded video (S613).
  • ALF Adaptive Loop Filter
  • the encoding apparatus 600 may apply a sample adaptive offset (SAO) filter to correct the value of the current pixel using at least one of an edge offset and a band offset, to the decoded video data (S614).
  • the encoding apparatus 600 may apply the ALF filter to the video data to which the SAO filter is applied using the generated ALF filter parameter (S615).
  • the encoding apparatus 600 may perform entropy encoding of the ALF filter parameter (S616).
  • the encoding apparatus 600 may use the SAO parameter predictor to apply the SAO filter to the current block by using information of the current block to which the deblocking filter is not applied. And a deblocking filter unit applying the deblocking filter to the current block.
  • the entropy encoder 606 may perform entropy encoding of the predicted SAO filter parameter.
  • the SAO filter unit may apply the SAO filter to the current block using the predicted SAO filter parameter.
  • the SAO filter unit may apply the SAO filter to the current block to which the deblocking filter is applied.
  • the SAO parameter predictor may predict SAO filter parameters using pixel values of the current block to which the deblocking filter is not applied.
  • the SAO parameter predictor predicts the result of applying the deblocking filter to the current block using the pixel values of the current block to which the deblocking filter is not applied, and predicts the SAO filter parameter using the predicted result of the deblocking filter. Can be.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameter using the prediction information used for encoding the current block.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameters of the current block by using the SAO filter parameters of the previous block to which the SAO filter is applied before the SAO filter is applied to the current block.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameters of the current block by using information of spatial neighboring blocks located in the same picture as the picture of the reconstructed video in which the current block is located.
  • the information of the spatial neighboring block may include at least one of pixel values, prediction information, and SAO filter parameters of the spatial neighboring block.
  • the SAO parameter predictor may predict the SAO filter parameter of the current block by using the information of the temporal neighboring block located in the picture having time information different from the time information of the picture of the reconstructed video in which the current block is located.
  • the information of the temporal neighboring block may include at least one of pixel values, prediction information, and SAO filter parameters of the temporal neighboring block.
  • the SAO parameter predictor is a temporal neighboring block located in a picture having temporal information different from that of the spatial neighboring block located in the same picture as the picture of the reconstructed video in which the current block is located and the temporal information of the picture of the restored video in which the current block is located.
  • the SAO filter parameter of the current block may be predicted using at least one of the information of the information and information of the current block to which the deblocking filter is not applied.
  • FIG. 7A and 7B illustrate a block diagram and a decoding method of a video decoding apparatus 700 that performs in-loop filtering according to an embodiment of the present invention.
  • the video decoding apparatus 700 may include an entropy decoding unit 702, a video decoding unit 704, an SAO filtering unit 706, and an ALF filtering unit 708.
  • the video decoding apparatus 700 receives a bitstream including encoded data of a video.
  • the video decoding apparatus 700 parses the encoded video samples from the received bitstream, performs reconstruction, inverse quantization, inverse transformation, prediction, and motion compensation for each image block to generate reconstructed pixels, and as a result, generates reconstructed images. can do.
  • the video decoding apparatus 700 may receive a filtering parameter indicating a difference value between the original pixel and the reconstructed pixel, thereby minimizing an error between the original image and the reconstructed image.
  • the video decoding apparatus 700 may receive data encoded for each largest coding unit of a video, and reconstruct each maximum coding unit based on coding units having a tree structure divided from each maximum coding unit.
  • the entropy decoding unit 702 performs entropy decoding on video data encoded from a bitstream, SAO filter parameters, and encoding apparatus 600.
  • a predicted ALF filter parameter is obtained (S711).
  • the video decoder 704 decodes the video data to which the filter for correcting the pixel value from the encoded video data is applied (S712).
  • the SAO filtering unit 706 applies the SAO filter to the reconstructed video data by using the SAO filter parameter (S713).
  • the SAO filtering unit 706 may determine whether the pixel value classification scheme of the current maximum coding unit is an edge type or a band type based on the SAO type determined by the SAO filter parameter. From the SAO type, the off type, edge type, and band type can be determined.
  • the SAO filtering unit 706 may determine that the offset adjustment scheme is not applied in the current maximum coding unit. In this case, the remaining offset parameters of the current maximum coding unit need not be parsed anymore.
  • the SAO filtering unit 706 may determine an edge direction according to the edge type of the current maximum coding unit or a band range according to the band type based on the SAO class.
  • the SAO filtering unit 706 may determine a difference value between the reconstructed pixels and the original pixels included in the SAO class determined above, based on the SAO offset value.
  • the SAO filtering unit 706 may adjust the pixel values of the reconstructed samples based on the current block units by the determined difference value.
  • the SAO filtering unit 706 may determine offset values corresponding to a predetermined number of categories from the offset parameter.
  • Each offset value may be greater than or equal to a preset minimum value and less than or equal to a preset maximum value.
  • the SAO filtering unit 706 adjusts the direction of the edges of the reconstructed pixels included in the current maximum coding unit based on the class, 0 °, 90 °, 45 °, Or 135 °.
  • the SAO filtering unit 706 may determine a position of a band to which pixel values of the reconstructed pixels belong based on the SAO class.
  • the ALF filtering unit 708 applies the ALF filter to the video data to which the SAO filter is applied using the ALF filter parameter generated by performing the prediction by the encoding apparatus 600 on the current block (S714).
  • 7C is a block diagram of a video decoding apparatus 730 according to an embodiment of the present invention.
  • the video decoding apparatus 730 includes an entropy decoder 731, an inverse quantizer 732, an inverse transform unit 733, a reconstructor 734, an intra predictor 735, a reference picture buffer 736, and motion compensation.
  • the unit 737 includes a deblocking filtering unit 738, an SAO filtering unit 739a, and an ALF filtering unit 739b.
  • the video decoding apparatus 730 may receive a bitstream including encoded video data.
  • the intra mode information, inter mode information, sample adaptive offset information, and residue data may be parsed from the entropy decoder 731 into the bitstream.
  • the residue data extracted by the entropy decoder 731 may be quantized transform coefficients. Accordingly, inverse quantization unit 732 performs inverse quantization on the residual data to restore transform coefficients, and inverse transform is performed on the restored coefficients restored in inverse transform unit 733 to restore residual values of the spatial domain. Can be.
  • intra prediction or motion compensation may be performed.
  • the intra prediction unit 735 refers to any sample among neighboring samples that are spatially adjacent to the current sample by using the intra mode information. You can decide whether to restore. Neighbor samples to be referenced may be selected from samples previously reconstructed by the reconstructor 734. The reconstructor 734 may reconstruct the current samples by using the reference samples determined based on the intra mode information and the residual values reconstructed by the inverse transform unit 733.
  • the motion compensator 737 refers to any sample among pictures reconstructed before the current picture by using the inter mode information, and then the current sample of the current picture. You can decide whether to restore.
  • the inter mode information may include a motion vector, a reference index, and the like.
  • a reference picture for motion compensation of the current sample may be determined from among pictures that are reconstructed before the current picture and stored in the reference picture buffer 736 using the reference index.
  • a reference block for motion compensation of the current block among reference pictures may be determined using the motion vector.
  • the reconstructor 734 may reconstruct the current samples using the reference block determined based on the inter mode information and the residual values reconstructed by the inverse transform unit 733.
  • the samples may be reconstructed by the reconstructor 734 to output reconstructed pixels.
  • the reconstruction unit 734 may generate reconstructed pixels based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit.
  • filtering may be performed to reduce a blocking phenomenon for pixels located in a boundary region of a coding unit for each coding unit having a maximum coding unit or a tree structure.
  • the SAO filtering unit 739a may adjust the offset of the reconstructed pixels for each largest coding unit according to the SAO technique.
  • the SAO filtering unit 739a may determine the SAO type, SAO class, and offset values for the current maximum coding unit from the SAO information extracted by the entropy decoding unit 731.
  • the SAO filtering unit 739a may determine a sign and a difference value of the offset value for each reconstructed pixel of the current maximum coding unit from the SAO offset value.
  • the SAO filtering unit 739a may reduce the error between the reconstructed pixels and the original pixels by increasing or decreasing the pixel value by the difference value determined from the offset value for each reconstructed pixel.
  • a picture including the reconstructed pixels whose offset is adjusted by the SAO filtering unit 739a according to an embodiment may be stored in the reference picture buffer 736. Accordingly, motion compensation of the next picture may be performed by using a reference picture in which an error between reconstructed samples and original pixels is minimized according to the SAO technique.
  • the offset of the pixel group including the reconstructed pixels may be determined based on the difference between the reconstructed pixels and the original pixels.
  • the pixels may be classified according to the edge type of the reconstructed pixels or (ii) the pixels may be classified according to the band type of the reconstructed pixels. According to an embodiment, whether pixels are classified according to an edge type or a band type may be defined as a SAO type.
  • an edge class of each reconstructed pixels included in the current maximum coding unit may be determined. That is, the edge class of the current reconstructed pixels may be defined by comparing pixel values of the current reconstructed pixel and the neighboring pixels. An example in which an edge class is determined will be described later with reference to FIG. 4.
  • FIG 7D illustrates an edge class of the edge type according to one embodiment of the present invention.
  • the indices of edge classes 741, 742, 743, 744 may be assigned to 0, 1, 2, 3 in order. The higher the frequency of occurrence of the edge type, the smaller the index of the edge type may be allocated.
  • the edge class may indicate the direction of the one-dimensional edge formed by two neighboring pixels adjacent to the current reconstructed pixel X0.
  • the edge class 741 at index 0 represents a case where two neighboring pixels X1 and X2 horizontally adjacent to the current reconstructed pixel X0 form an edge.
  • the edge class 742 of index 1 represents a case where two neighboring pixels X3 and X4 vertically adjacent to the current reconstructed pixel X0 form an edge.
  • Edge class 743 at index 2 represents the case where two neighboring pixels X5, X8 adjacent in 135 [deg.] Diagonal direction to the current reconstructed pixel X0 form an edge.
  • Edge class 744 at index 3 represents the case where two neighboring pixels X6, X7 adjacent in the 45 degree diagonal direction to the current reconstructed pixel X0 form an edge.
  • the edge class of the current maximum coding unit may be determined by analyzing the edge direction of the reconstructed pixels included in the current maximum coding unit to determine the direction of the strong edge in the current maximum coding unit.
  • categories may be classified according to the edge type of the current pixel. Examples of categories according to the edge shape will be described later with reference to FIGS. 5A and 5B.
  • 7E and 7F illustrate categories of edge type according to one embodiment.
  • the edge category indicates whether the current pixel is the lowest point of the concave edge, the pixel of the curved corner located around the lowest point of the concave edge, the highest point of the convex edge, or the pixel of the curved corner located around the highest point of the convex edge.
  • 7E illustrates conditions for determining a category of edges.
  • 7F illustrates a graph of the edge shape and pixel values c, a, b of the reconstructed pixel and neighboring pixels.
  • c denotes an index of the reconstructed pixel
  • a and b denote indices of neighboring pixels adjacent to both sides of the current reconstructed pixel along the edge direction.
  • Xa, Xb, and Xc represent pixel values of reconstructed pixels having indices a, b, and c, respectively.
  • the x-axis of the graphs of FIG. 7F represents indices of the reconstructed pixel and neighboring pixels adjacent to both sides, and the y-axis represents pixel values of each sample.
  • Category 1 represents the case where the current sample is the lowest point of the concave edge, ie the local valley point (Xc ⁇ Xa && Xc ⁇ Xb). As shown in graph 751, when the current reconstructed pixel c is the lowest point of the concave edge between neighboring pixels a and b, the current reconstructed pixel may be classified into category 1.
  • Category 4 represents the case where the current sample is the highest point of the convex edge, ie, the local peak point (Xc> Xa && Xc> Xb). As shown in graph 756, when the current reconstructed pixel c is the highest point of the convex edge between neighboring pixels a and b, the current reconstructed pixel may be classified into category 4.
  • an average value of the difference between the reconstructed pixel and the original pixel may be determined as an offset of the current category.
  • an offset may be determined for each category.
  • the concave edges of categories 1 and 2 have a smoothing effect, in which the edge is flattened if the reconstructed pixel value is adjusted by a positive offset value, and sharpening of the sharpness of the edge by the negative offset value. Effects can occur.
  • the smoothing effect of the edge may be generated by the negative offset value, and the sharpening effect of the edge may be generated by the positive offset value.
  • the encoding apparatus 600 may not allow sharpening effects of edges.
  • positive offset values are required for concave edges of categories 1 and 2
  • negative offset values are required for convex edges of categories 3 and 4.
  • the sign of the offset value can be determined if the category of the edge is known. Therefore, the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 only need to transmit / receive the absolute value of the offset value without the sign of the offset value.
  • the encoding apparatus 600 encodes and transmits offset values corresponding to the categories of the current edge class, and the decoding apparatus 700 uses the received offset values of the categories to receive the offset values of the corresponding categories for each reconstructed pixel. Can be adjusted as much.
  • the encoding apparatus 600 may transmit only edge class information.
  • the encoding apparatus 600 may transmit the absolute offset value and the edge class information. In the case of the edge type, it is not necessary to transmit the offset code information.
  • the decoding apparatus 700 may read the offset absolute value information of the edge type.
  • the sign of the offset value may be predicted according to the edge category according to the edge shape of the reconstructed pixels and the neighboring pixels.
  • the encoding apparatus 600 may classify pixels according to an edge direction and an edge shape, determine an average error value between pixels having the same characteristic as an offset value, and determine offset values for each category.
  • the encoding apparatus 600 may encode and transmit SAO type information indicating an edge type, SAO class information indicating an edge direction, and offset values.
  • the decoding apparatus 700 may receive SAO type information, SAO class information, and offset values, and determine an edge direction according to the SAO type information and SAO class information.
  • the decoding apparatus 700 may minimize the error between the original image and the reconstructed image by determining an offset value for each category corresponding to an edge shape in the edge direction for each reconstructed pixel, and adjusting the pixel value of the reconstructed pixel by an offset value. Can be.
  • the pixel values of the reconstructed pixels may belong to one of the bands, respectively.
  • the minimum value Min and the maximum value Max of the pixel values may have a total range of 0, ..., 2 ⁇ (p-1) according to p-bit sampling.
  • each pixel value section is referred to as a band.
  • Bk represents the maximum value of the kth band
  • the bands are [B0, B1-1], [B1, B2-1], [B2, B3-1], ..., [BK-1, BK].
  • the current band may be determined as k.
  • the bands may be divided into equal types or may be divided into non-uniform types.
  • the pixel value classification type is an even band of 8-bit pixels
  • the pixel values may be divided into 32 bands. More specifically, it may be classified into bands of [0, 7], [8, 15], ..., [240, 247], [248, 255].
  • a band to which each pixel value belongs to each reconstructed pixel may be determined.
  • an offset value representing an average of errors between the original pixel and the reconstructed pixel may be determined for each band.
  • the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 may encode and transmit offsets corresponding to bands classified according to the current band type, and adjust the reconstructed pixel by an offset.
  • the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 classify reconstructed pixels according to bands to which respective pixel values belong, and average errors between reconstructed pixels belonging to the same band. By determining the offset and adjusting the reconstructed pixels by the offset, the error between the original image and the reconstructed image can be minimized.
  • the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 may classify reconstructed pixels into categories according to band positions when determining an offset according to a band type. For example, when the total range of pixel values is classified into K bands, the category may be indexed according to the band index k representing the k th band. The number of categories may be determined corresponding to the number of bands.
  • the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 may limit the number of categories used to determine the offset according to the SAO technique. For example, only a predetermined number of bands contiguous in a direction in which the band index increases from a band at a predetermined start position may be allocated to a category, and an offset may be determined only for each category.
  • the band having index 12 when the band having index 12 is determined as the starting band, four bands from the starting band, that is, the bands having indexes 12, 13, 14, and 15 may be allocated to categories 1, 2, 3, and 4, respectively. have. Therefore, the average error of the reconstructed pixels included in the band of the index 12 with the original pixel may be determined as an offset of category 1. Similarly, the average error of the reconstructed pixels included in the band at index 13 with the original pixel is the category 2 offset, and the average error of the reconstructed pixels included in the band at index 14 with the original pixel is the category 3 offset, The average error of the reconstructed pixels included in the band of index 15 with the original pixel may be determined as an offset of category 4.
  • the encoding apparatus 600 may encode and transmit left start point information indicating the position of the left band as the SAO class.
  • the encoding apparatus 600 may encode and transmit an SAO type indicating a band type, an SAO class, and offset values for each category.
  • the decoding apparatus 700 may receive the SAO type, the SAO class, and offset values for each category.
  • the decoding apparatus 700 may read the position of the start band from the SAO class when the received SAO type is a band type.
  • the decoding apparatus 700 determines which of the four bands the reconstructed pixels belong to from the start band, determines an offset value assigned to the current band among category-specific offset values, and sets the reconstructed pixel value by the offset value. I can adjust it.
  • the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 may determine a SAO type according to a pixel classification scheme of reconstructed pixels for each maximum coding unit.
  • the SAO type may be determined according to the image characteristics of each block.
  • the maximum coding unit including vertical edges, horizontal edges, diagonal edges, etc. may advantageously determine an offset value by classifying pixel values according to edge types for edge value correction. In the case of non-edge regions, it may be advantageous to determine the offset value according to the band classification. Therefore, the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 may signal the SAO type for each maximum coding unit.
  • the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 may determine the SAO filter parameter for each maximum coding unit. That is, offset values may be determined for each category by determining the SAO type of the reconstructed pixels of the maximum coding unit, classifying the reconstructed pixels of the maximum coding unit by category.
  • the encoding apparatus 600 may determine, as an offset value, an average error of reconstructed pixels classified into the same category among reconstructed pixels included in the largest coding unit.
  • the offset value may be determined for each category.
  • the SAO filter parameter may include a SAO type, offset values, and a SAO class.
  • the encoding apparatus 600 and the decoding apparatus 700 may transmit and receive SAO filter parameters determined for each largest coding unit.
  • the encoding apparatus 600 may encode and transmit an SAO type and offset values among SAO filter parameters of a maximum coding unit. If the SAO type is an edge type, the encoding apparatus 600 according to an embodiment may further transmit a SAO class indicating an edge direction after the SAO type and offset values for each category. When the SAO type is a band type, the encoding apparatus 600 according to an embodiment may further transmit a SAO class indicating a position of a start band after the SAO type and offset values for each category.
  • the SAO class may be classified as edge class information in the case of an edge type and band position information in the case of a band type.
  • the decoding apparatus 700 may receive SAO filter parameters including SAO types, offset values, and SAO classes for each maximum coding unit.
  • the decoding apparatus 700 may select an offset value of a category to which each reconstruction pixel belongs among the offset values for each category, and adjust the offset value selected for each reconstruction pixel.
  • the encoding apparatus 600 may further transmit sign information and the remaining offset absolute values to transmit offset values.
  • the sign information or the remaining offset value do not need to be encoded anymore. However, when the offset absolute value is not 0, sign information and the remaining offset absolute value may be further transmitted.
  • the offset value Off-set may be limited to a range of the minimum value MinOffSet and the maximum value MaxOffSet before the offset value is determined. (MinOffSet ⁇ Off-Set ⁇ MaxOffSet)
  • an offset value for reconstructed pixels of category 1 and 2 may be determined within a range of minimum value 0 and maximum value 7.
  • an offset value for reconstructed pixels of categories 3 and 4 may be determined within a range of minimum value -7 and maximum value 0.
  • an offset value for reconstructed pixels of all categories may be determined within a range of a minimum value of ⁇ 7 and a maximum of 7.
  • the remaining offset value Remainder may be limited to a non-negative p bit value.
  • the remaining offset value is greater than or equal to 0, but may be smaller than or equal to the difference between the maximum value and the minimum value (0 ⁇ Remainder ⁇ MaxOffSet ⁇ MinOffSet + 1 ⁇ 2 ⁇ p). If the encoding apparatus 600 transmits the remaining offset value and the decoding apparatus 700 knows at least one of the maximum value and the minimum value of the offset value, the original offset value may be restored only by the received residual offset value.
  • the 7G is a conceptual diagram illustrating a method of applying an ALF filter according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 600 according to an embodiment of the present invention generates an ALF filter parameter for applying the ALF filter.
  • the ALF filter parameter includes the shape of the ALF filter, the size of the ALF filter, and the value of the coefficient corresponding to each pixel corresponding to the ALF filter as shown in FIG. 7G.
  • methods of calculating the shape, size, and coefficients of the ALF filter in the ALF filter parameter may vary.
  • the encoding apparatus 600 corrects the pixel value of the reconstructed pixel using the filter illustrated in FIG. 7G.
  • indexes 0 through 6 represent respective coefficients, and each block corresponds to each pixel of the video according to the arrangement position of the blocks.
  • the filter of FIG. 7G indicates that the pixel value of the pixels of the video is changed by using the pixel corresponding to the index 6 and the neighboring pixels corresponding to the blocks of the filter.
  • an operation value calculated using the pixel value of the block corresponding to index 0 and the coefficient corresponding to index 0 and the pixel value and index 1 of the pixel corresponding to index 1 An operation value calculated using a coefficient to By adding both the pixel value of the block corresponding to index 0 and the operation value calculated using the coefficient corresponding to index 0, the pixel correction value generated is added to the pixel value corresponding to index 6, The pixel value of the pixel corresponding to index 6 can be changed.
  • the encoding apparatus 600 may set the same ALF filter shape, size, and coefficient corresponding to each pixel in units of blocks for applying the ALF filter.
  • the encoding apparatus 600 may determine an ALF filter parameter that sets the shape, size, and coefficients of the ALF filter that corrects the pixel value of the specific block of the reconstruction non-degree so that the difference does not occur the most from the pixel value in the original video.
  • the encoding apparatus 600 may transmit the determined ALF filter parameter to the decoding apparatus 700.
  • the decoding apparatus 700 may perform ALF filtering of the decoded video by using the received ALF filter parameter.
  • FIG. 8 is a block diagram of a video encoding apparatus 800 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus 800 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a coding unit determiner 820 and an output unit 830.
  • the video encoding apparatus 800 that carries video prediction based on coding units having a tree structure according to an embodiment is referred to as a short term 'video encoding apparatus 800'.
  • the coding unit determiner 820 may partition the current picture based on a maximum coding unit that is a coding unit of 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 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 820 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 820 encodes the image data in coding units according to depths for each maximum coding unit of the current picture, and selects the depth at which the smallest coding error occurs to determine the final depth. The determined final depth and the image data for each maximum coding unit are output to the output unit 830.
  • 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 final 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 final depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more final 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 final depths.
  • the coding unit determiner 820 may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit.
  • the coding units according to the tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a final depth among all deeper coding units included in the current maximum coding unit.
  • the coding unit of the final depth may be determined hierarchically according to the depth in the same region within the maximum coding unit, and may be independently determined for the other regions. Similarly, the final depth for the current area can be determined independently of the final depth for the other area.
  • 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 800 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 800 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 coding units of a final depth, that is, stranger undivided coding units, 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 mode may be formed in a geometric form, as well as partitions divided in an asymmetrical ratio such as 1: n or n: 1, as well as symmetric partitions in which a height or width of a prediction unit is divided in a symmetrical ratio. 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 800 may perform the transformation of the image data of the coding unit based on not only a coding unit for encoding the 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 split information for each depth requires not only depth but also prediction related information and transformation related information. Accordingly, the coding unit determiner 820 may determine not only a depth that generates a minimum encoding error, but also a partition mode obtained by dividing a prediction unit into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for transformation.
  • a method of determining a coding unit, a prediction unit / partition, and a transformation unit according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 19.
  • the coding unit determiner 820 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
  • the output unit 830 outputs, in the form of a bitstream, image data of the maximum coding unit and depth information according to depths, which are encoded based on at least one depth determined by the coding unit determiner 820.
  • the encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
  • the split information for each depth may include depth information, partition mode information of a prediction unit, prediction mode information, split information of a transformation unit, and the like.
  • the final depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode in a coding unit of a lower depth rather than encoding the current depth. If the current depth of the current coding unit is a 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 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 at least one split information should be determined for each coding unit of a depth, at least one split information may be determined for one maximum coding unit.
  • the depth since the data of the largest coding unit is partitioned hierarchically according to the depth, the depth may be different for each location, and thus depth and split information may be set for the data.
  • the output unit 830 may allocate encoding information about a corresponding depth and an encoding mode to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit.
  • the minimum unit according to an embodiment is a square data unit having a size obtained by dividing a minimum coding unit, which is the lowest 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 830 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units.
  • the encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information.
  • the encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
  • Information about the maximum size and information about the maximum depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted into a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set of the bitstream.
  • the information on the maximum size of the transform unit and the minimum size of the transform unit allowed for the current video may also be output through a header, a sequence parameter set, a picture parameter set, or the like of the bitstream.
  • the output unit 830 may encode and output reference information related to prediction, prediction information, slice type information, and the like.
  • the coding units according to depths are coding units having a size in which the height and width of coding units 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 800 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.
  • the interlayer video encoding apparatus including the configuration described above with reference to FIG. 1A may include as many video encoding apparatuses 800 as the number of layers for encoding single layer images for each layer of the multilayer video.
  • the first layer encoder may include one video encoding apparatus 800
  • the second layer encoder may include as many video encoding apparatuses 800 as the number of second layers.
  • the coding unit determiner 820 determines a prediction unit for inter-image prediction for each coding unit having a tree structure for each maximum coding unit, and for each prediction unit. Inter-prediction may be performed.
  • the coding unit determiner 820 determines a coding unit and a prediction unit having a tree structure for each maximum coding unit, and performs inter prediction for each prediction unit. Can be.
  • the video encoding apparatus 800 may encode the luminance difference to compensate for the luminance difference between the first layer image and the second layer image. However, whether to perform luminance may be determined according to an encoding mode of a coding unit. For example, luminance compensation may be performed only for prediction units having a size of 2N ⁇ 2N.
  • FIG. 9 is a block diagram of a video decoding apparatus 900 based on coding units having a tree structure, according to various embodiments.
  • a video decoding apparatus 900 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a receiver 910, an image data and encoding information extractor 920, and an image data decoder 930. do.
  • the video decoding apparatus 900 including video prediction based on coding units having a tree structure according to an embodiment is referred to as a video decoding apparatus 900 for short.
  • the receiver 910 receives and parses a bitstream of an encoded video.
  • the image data and encoding information extractor 920 extracts the encoded image data for each coding unit from the parsed bitstream according to the coding units having the tree structure for each maximum coding unit, and outputs the encoded image data to the image data decoder 930.
  • the image data and encoding information extractor 920 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 920 extracts the final depth and the split information of the coding units having a tree structure for each maximum coding unit from the parsed bitstream.
  • the extracted final depth and split information are output to the image data decoder 930. That is, the image data of the bit string may be divided into maximum coding units so that the image data decoder 930 may decode the image data for each maximum coding unit.
  • the depth and split information for each largest coding unit may be set for one or more depth information, and the split information for each depth may include partition mode information, prediction mode information, split information of a transform unit, and the like, of a corresponding coding unit. .
  • depth-specific segmentation information may be extracted.
  • the depth and split information for each largest coding unit extracted by the image data and encoding information extractor 920 are repeatedly used for each coding unit for each deeper coding unit, as in the video encoding apparatus 800 according to an exemplary embodiment. Depth and split information determined to perform encoding to generate a minimum encoding error. Accordingly, the video decoding apparatus 900 may reconstruct an image by decoding data according to an encoding method that generates a minimum encoding error.
  • the image data and encoding information extractor 920 may select the predetermined data unit. Depth and segmentation information can be extracted for each. If the depth and the split information of the corresponding maximum coding unit are recorded for each predetermined data unit, the predetermined data units having the same depth and the split information may be inferred as data units included in the same maximum coding unit.
  • the image data decoder 930 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on the depth and the split information for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 930 decodes the encoded image data based on the read partition mode, 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 930 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit, based on the partition mode information and the prediction mode information of the prediction unit of the coding unit according to depths.
  • the image data decoder 930 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 coding unit. Through inverse transformation, the pixel value of the spatial region of the coding unit may be restored.
  • the image data decoder 930 may determine the depth of the current maximum coding unit using depth information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer divided at the current depth, the current depth is the depth. Therefore, the image data decoder 930 may decode the coding unit of the current depth using the partition mode, the prediction mode, and the transform unit size information of the prediction unit, for the image data of the current maximum coding unit.
  • the image data decoding unit 930 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 interlayer video decoding apparatus including the configuration described above with reference to FIG. 2A may decode the first layer image stream and the second layer image stream to reconstruct the first layer images and the second layer images.
  • the number of viewpoints 900 may be included.
  • the image data decoder 930 of the video decoding apparatus 900 may maximize the samples of the first layer images extracted from the first layer image stream by the extractor 920. It may be divided into coding units having a tree structure of the coding units. The image data decoder 930 may reconstruct the first layer images by performing motion compensation for each coding unit according to the tree structure of the samples of the first layer images, for each prediction unit for inter-image prediction.
  • the image data decoder 930 of the video decoding apparatus 900 may maximize the samples of the second layer images extracted from the second layer image stream by the extractor 920. It may be divided into coding units having a tree structure of the coding units. The image data decoder 930 may reconstruct the second layer images by performing motion compensation for each prediction unit for inter prediction for each coding unit of the samples of the second layer images.
  • the extractor 920 may obtain information related to the luminance error from the bitstream to compensate for the luminance difference between the first layer image and the second layer image. However, whether to perform luminance may be determined according to an encoding mode of a coding unit. For example, luminance compensation may be performed only for prediction units having a size of 2N ⁇ 2N.
  • the video decoding apparatus 900 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 is efficiently decoded according to the size and encoding mode of a coding unit adaptively determined according to the characteristics of the image using the optimal split information transmitted from the encoding end. Can be restored
  • FIG. 10 illustrates a concept of coding units, according to various embodiments.
  • 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.
  • a coding unit of size 64x64 may be divided into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, and coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and a coding unit of size 16x16 is size of 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 1010 and 1020 having higher resolution than the video data 1030 may be selected to have a maximum size of 64.
  • the coding unit 1015 of the video data 1010 is divided twice from the largest 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 1035 of the video data 1030 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer so that the long axis size is 8 Up to coding units may be included.
  • the coding unit 1025 of the video data 1020 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. 11 is a block diagram of a video encoder 1100 based on coding units, according to various embodiments.
  • the video encoder 1100 performs operations required to encode image data by the picture encoder 1520 of the video encoding apparatus 800. That is, the intra prediction unit 1120 performs intra prediction on each of the prediction units of the intra mode coding unit of the current image 1105, and the inter prediction unit 1115 performs the current image on each prediction unit with respect to the coding unit of the inter mode. Inter-prediction is performed using the reference image acquired in operation 1105 and the reconstructed picture buffer 1110.
  • the current image 1105 may be divided into maximum coding units and then sequentially encoded. In this case, encoding may be performed on the coding unit in which the largest coding unit is to be divided into a tree structure.
  • Residual data is generated by subtracting the prediction data for the coding unit of each mode output from the intra prediction unit 1120 or the inter prediction unit 1115 from the data for the encoding unit of the current image 1105, and The dew data is output as transform coefficients quantized for each transform unit through the transform unit 1125 and the quantization unit 1130.
  • the quantized transform coefficients are reconstructed into residue data in the spatial domain through the inverse quantizer 1145 and the inverse transformer 1150.
  • Residual data of the reconstructed spatial domain is added to the prediction data of the coding unit of each mode output from the intra predictor 1120 or the inter predictor 1115, thereby reconstructing the spatial domain of the coding unit of the current image 1105. The data is restored.
  • the reconstructed spatial region data is generated as a reconstructed image through the deblocking unit 1155, the SAO execution unit 1160, and the ALF execution unit 1170.
  • the generated reconstructed image is stored in the reconstructed picture buffer 1110.
  • the reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 1110 may be used as reference images for inter prediction of another image.
  • the transform coefficients quantized by the transformer 1125 and the quantizer 1130 may be output to the bitstream 1140 through the entropy encoder 1135.
  • the inter predictor 1115, the intra predictor 1120, and the transformer ( 1125, the quantizer 1130, the entropy encoder 1135, the inverse quantizer 1145, the inverse transform unit 1150, the deblocking unit 1155, the SAO execution unit 1160, and the ALF execution unit 1170
  • the inter predictor 1115, the intra predictor 1120, and the transformer 1125, the quantizer 1130, the entropy encoder 1135, the inverse quantizer 1145, the inverse transform unit 1150, the deblocking unit 1155, the SAO execution unit 1160, and the ALF execution unit 1170
  • an operation based on each coding unit among the coding units having a tree structure may be performed.
  • the intra prediction unit 1120 and the inter prediction unit 1115 determine a partition mode and a prediction mode of 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.
  • the transform unit 1125 may determine whether to split the transform unit according to the quad tree in each coding unit among the coding units having the tree structure.
  • FIG. 12 is a block diagram of a video decoder 1200 based on coding units, according to various embodiments.
  • the entropy decoding unit 1215 parses the encoded image data to be decoded from the bitstream 1205 and encoding information necessary for decoding.
  • the encoded image data is a quantized transform coefficient.
  • the inverse quantizer 1220 and the inverse transform unit 1225 reconstruct residue data from the quantized transform coefficients.
  • the intra prediction unit 1240 performs intra prediction for each prediction unit with respect to the coding unit of the intra mode.
  • the inter prediction unit 1235 performs inter prediction on the coding unit of the inter mode of the current image by using the reference image acquired in the reconstructed picture buffer 1230 for each prediction unit.
  • the data of the spatial domain of the coding unit of the current image 1105 is restored and reconstructed.
  • the data of the space region may be output as a reconstructed image 1260 through the deblocking unit 1245, the SAO performing unit 1250, and the ALF performing unit 1260.
  • the reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 1230 may be output as reference images.
  • step-by-step operations after the entropy decoder 1215 of the video decoder 1200 according to an embodiment may be performed.
  • an entropy decoder 1215, an inverse quantizer 1220, and an inverse transformer 1225, the intra prediction unit 1240, the inter prediction unit 1235, the deblocking unit 1245, the SAO performer 1250, and the ALF performer 1260 among the coding units having a tree structure for each largest coding unit.
  • the operation may be performed based on each coding unit.
  • the intra prediction unit 1240 and the inter prediction unit 1235 determine a partition mode and a prediction mode for each coding unit among the coding units having a tree structure, and the inverse transform unit 1225 has a quad tree structure for each coding unit. It is possible to determine whether to divide the conversion unit according to.
  • the encoding operation of FIG. 10 and the decoding operation of FIG. 11 describe the video stream encoding operation and the decoding operation in a single layer, respectively. Therefore, if the encoder of FIG. 1A encodes a video stream of two or more layers, the image encoder 1100 may be included for each layer. Similarly, if the decoder 26 of FIG. 2A decodes a video stream of two or more layers, it may include an image decoder 1200 for each layer.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating deeper coding units according to depths, and partitions, according to various embodiments.
  • the video encoding apparatus 800 according to an embodiment and the video decoding apparatus 900 according to an embodiment use hierarchical coding units to consider image characteristics.
  • the maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
  • the hierarchical structure 1300 of a coding unit illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is three.
  • the maximum depth indicates the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 1300 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are respectively divided. Also, along the horizontal axis of the hierarchical structure 1300 of the coding unit, a prediction unit and a partition on which the prediction coding of each deeper coding unit is based are illustrated.
  • the coding unit 1310 has a depth of 0 as the largest coding unit of the hierarchical structure 1300 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 1320 having a depth of 32x32, a coding unit 1330 having a depth of 16x16, and a coding unit 1340 having a depth of 8x8.
  • a coding unit 1340 having a depth of 8 having a size of 8 ⁇ 8 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 1310 having a size of 64x64 having a depth of 0 is a prediction unit, the prediction unit includes a partition 1310 having a size of 64x64, partitions 1312 having a size of 64x32, and a size included in the coding unit 1310 having a size of 64x64. 32x64 partitions 1314, and 32x32 partitions 1316.
  • the prediction unit of the coding unit 1320 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 1320 having a size of 32x32, partitions 1322 having a size of 32x16, and a partition having a size of 16x32 included in the coding unit 1320 having a size of 32x32. 1324, partitions 1326 of size 16x16.
  • the prediction unit of the coding unit 1330 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 1330 of size 16x16, partitions 1332 of size 16x8 and a partition of size 8x16 included in the coding unit 1330 of size 16x16. 1334, partitions 1336 of size 8x8.
  • the prediction unit of the coding unit 1340 having a size of 8x8 having a depth of 3 includes a partition 1340 having a size of 8x8, partitions 1342 having a size of 8x4, and a partition having a size of 4x8 included in the coding unit 1340 having a size of 8x8. 1344, partitions 1346 of size 4x4.
  • the coding unit determiner 820 of the video encoding apparatus 800 may determine the depth of the maximum coding unit 1310 for each coding unit of each depth included in the maximum coding unit 1310. Encoding must be performed.
  • 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 1300 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 1300 of the coding unit 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 partition in which the minimum coding error occurs in the maximum coding unit 1310 may be selected as the depth and partition mode of the maximum coding unit 1310.
  • FIG. 14 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to various embodiments.
  • the video encoding apparatus 800 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 1420 is used. The conversion can be performed.
  • the data of the 64x64 coding unit 1410 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.
  • 15 is a diagram of encoding information, according to various embodiments.
  • the output unit 830 of the video encoding apparatus 800 is split information, and information about a partition mode 1500, information about a prediction mode 1510, and a transform unit size are determined for each coding unit of each depth.
  • Information about 1520 can be encoded and transmitted.
  • the information 1500 about the partition mode is a data unit for predictive encoding of the current coding unit, and represents 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 1502 of size 2Nx2N, a partition 1504 of size 2NxN, a partition 1506 of size Nx2N, and a partition 1508 of size NxN. It can be divided and used.
  • the information 1500 about the partition mode of the current coding unit represents one of a partition 1502 of size 2Nx2N, a partition 1504 of size 2NxN, a partition 1506 of size Nx2N, and a partition 1508 of size NxN. It is set to.
  • Information 1510 about the prediction mode indicates a prediction mode of each partition. For example, through the information 1510 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 1500 about the partition mode is performed in one of the intra mode 1512, the inter mode 1514, and the skip mode 1516. Whether or not can be set.
  • the information 1520 about the size of the transformation unit indicates which transformation unit to transform the current coding unit based on.
  • the transform unit may be one of a first intra transform unit size 1522, a second intra transform unit size 1524, a first inter transform unit size 1526, and a second inter transform unit size 1528. have.
  • the image data and encoding information extractor 1610 of the video decoding apparatus 900 may include information about a partition mode 1500, information about a prediction mode 1510, and transformation for each depth-based coding unit. Information 1520 about the unit size may be extracted and used for decoding.
  • 16 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to various embodiments.
  • 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 1610 for predictive encoding of the coding unit 1600 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition mode 1612 having a size of 2N_0x2N_0, a partition mode 1614 having a size of 2N_0xN_0, a partition mode 1616 having a size of N_0x2N_0, and a N_0xN_0 May include a partition mode 1618 of size.
  • partition mode 1612, 1614, 1616, and 1618 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition mode is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
  • prediction coding For each partition mode, 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 (1620), and iteratively encodes the coding units 1630 of the depth 2 and partition mode of the size N_0xN_0.
  • the depth 1 is changed to the depth 2 and split (1650), and the coding unit 1660 of the depth 2 and the size N_2xN_2 is repeated.
  • 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 and the encoding is performed to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 1680 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1)
  • a partition mode 1696 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition mode 1698 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
  • partition mode one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_
  • a partition mode in which a minimum encoding error occurs may be searched.
  • the maximum depth is d, so the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer present.
  • the depth of the current maximum coding unit 1600 may be determined as the depth d-1, and the partition mode 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 1652 having the depth d-1.
  • the data unit 1699 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 depth, into four divisions.
  • the video encoding apparatus 800 compares depth-to-depth encoding errors of the coding units 1600, selects a depth at which the smallest encoding error occurs, and determines a depth.
  • the partition mode and the prediction mode may be set to the encoding mode of the depth.
  • depths with the smallest error can be determined by comparing the minimum coding errors for all depths of depths 0, 1, ..., d-1, and d.
  • the depth, the partition mode of the prediction unit, and the prediction mode may be encoded and transmitted as split information.
  • the coding unit since the coding unit must be split from the depth 0 to the depth, only the split information of the depth is set to '0', and the split information for each depth except the depth should be set to '1'.
  • the image data and encoding information extractor 920 of the video decoding apparatus 900 may extract information about a depth and a prediction unit of the coding unit 1600 and use the same to decode the coding unit 1612. have.
  • the video decoding apparatus 900 may determine a depth of which the segmentation information is '0' as the depth using the segmentation information for each depth, and use the segmentation information for the corresponding depth for decoding.
  • 17, 18, and 19 illustrate a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to various embodiments.
  • Coding units 1710 are deeper coding units determined by the video encoding apparatus 800 according to an embodiment with respect to the largest coding unit.
  • the prediction unit 1760 is partitions of prediction units of each deeper coding unit among the coding units 1710, and the transform unit 1770 is transform units of each deeper coding unit.
  • the depth-based coding units 1710 have a depth of 0
  • the coding units 1712 and 1054 have a depth of 1
  • the coding units 1714, 1716, 1718, 1728, 1750, and 1752 have depths.
  • coding units 1720, 1722, 1724, 1726, 1730, 1732, and 1748 have a depth of 3
  • coding units 1740, 1742, 1744, and 1746 have a depth of 4.
  • partitions 1714, 1716, 1722, 1732, 1748, 1750, 1752, and 1754 of the prediction units 1760 are divided by coding units. That is, partitions 1714, 1722, 1750, and 1754 are partition modes of 2NxN, partitions 1716, 1748, and 1752 are partition modes of Nx2N, and partitions 1732 are partition modes of NxN.
  • the prediction units and partitions of the coding units 1710 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
  • the image data of some of the transformation units 1770 may be transformed or inversely transformed into data units having a smaller size than that of the coding unit.
  • the transformation units 1714, 1716, 1722, 1732, 1748, 1750, 1752, and 1754 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1760. That is, even if the video encoding apparatus 800 and the video decoding apparatus 900 according to the embodiment are intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and transform / inverse transformation 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 the coding unit, partition mode information, prediction mode information, and transformation unit size information. Table 1 below shows an example that can be set in the video encoding apparatus 800 and the video decoding apparatus 900 according to an embodiment.
  • the output unit 830 of the video encoding apparatus 800 outputs encoding information about coding units having a tree structure
  • the encoding information extraction unit of the video decoding apparatus 900 may include 920 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 mode information, prediction mode, and transform unit size information may be defined for the depth since the current coding unit is a depth in which the current coding unit is no longer divided into lower coding units. have. 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 modes, and skip mode can only be defined in partition mode 2Nx2N.
  • the partition mode information indicates symmetric partition modes 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, and NxN, in which the height or width of the prediction unit is divided by symmetrical ratios, and asymmetric partition modes 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, divided by asymmetrical ratios.
  • the asymmetric partition modes 2NxnU and 2NxnD are divided into heights of 1: 3 and 3: 1, respectively, and the asymmetric partition modes 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 mode for the current coding unit having a size of 2Nx2N is a symmetric partition mode, the size of the transform unit may be set to NxN, and N / 2xN / 2 if it is an asymmetric partition mode.
  • 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 depth.
  • the coding unit of the 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 data is included in the coding unit having the same depth.
  • the coding unit of the corresponding depth may be identified using the encoding information held by the data unit, the distribution of 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. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 2.
  • FIG. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 2.
  • the maximum coding unit 2000 includes coding units 2002, 2004, 2006, 2012, 2014, 2016, and 2018 of depth. Since one coding unit 2018 is a coding unit of depth, split information may be set to zero.
  • the partition mode information of the coding unit 2018 having a size of 2Nx2N includes partition modes 2Nx2N (2022), 2NxN (2024), Nx2N (2026), NxN (2028), 2NxnU (2032), 2NxnD (2034), and nLx2N (2036). And nRx2N 2038.
  • 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 mode of the coding unit.
  • the partition mode information is set to one of the symmetric partition modes 2Nx2N (2022), 2NxN (2024), Nx2N (2026), and NxN (2028)
  • the conversion unit partition information is 0, the conversion unit of size 2Nx2N ( 2042 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 2044 of size NxN may be set.
  • partition mode information is set to one of asymmetric partition modes 2NxnU (2032), 2NxnD (2034), nLx2N (2036), and nRx2N (2038)
  • the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 2052 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 2054 of size N / 2 ⁇ N / 2 may be set.
  • the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 19 is a flag having a value of 0 or 1, but the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically.
  • the transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
  • the size of the transformation unit actually used may be expressed.
  • the video encoding apparatus 800 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 900 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.
  • 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 and / or the video encoding method described above with reference to FIGS. 1A to 20 are collectively referred to as the video encoding method of the present invention.
  • the video decoding method and / or video decoding method described above with reference to FIGS. 1A to 20 will be referred to as a video decoding method of the present invention.
  • the video encoding apparatus composed of the video encoding apparatus, the video encoding apparatus 800, or the video encoding unit 1100 described above with reference to FIGS. 1A to 20 is collectively referred to as the “video encoding apparatus of the present invention”.
  • the video decoding apparatus including the interlayer video decoding apparatus, the video decoding apparatus 900, or the video decoding unit 1200 described above with reference to FIGS. 1A to 20 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 quantization parameter determination method, video encoding method, and video decoding method may be allocated and stored in a specific region of the disc 26000 which stores the program according to the above-described embodiment.
  • a computer system achieved using a storage medium storing a program for implementing the above-described video encoding method and video decoding method will be described below with reference to FIG. 22.
  • the computer system 26700 may store a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method of the present invention on the disc 26000 using the disc drive 26800.
  • the program may be read from the disk 26000 by the disk drive 26800, and the program may be transferred to the computer system 26700.
  • a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method may be stored in a memory card, a ROM cassette, and a solid state drive (SSD). .
  • 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. 24, 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 video encoder 12720 may generate a digital video signal, and text data of the message may be generated through the operation panel 12540 and the operation input controller 12640.
  • the modulator / demodulator 12660 modulates a frequency band of the digital signal, and the communication circuit 12610 is a band-modulated digital signal. Digital-to-analog conversion and frequency conversion are performed on the acoustic signal.
  • the transmission signal output from the communication circuit 12610 may be transmitted to the voice communication base station or the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the sound signal acquired by the microphone 12550 is converted into a digital sound signal by the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710.
  • the generated digital sound signal may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the text data of the message is input using the operation panel 12540, and the text data is transmitted to the central controller 12610 through the operation input controller 12640.
  • the text data is converted into a transmission signal through the modulator / demodulator 12660 and the communication circuit 12610, and transmitted to the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the image data photographed by the camera 1530 is provided to the image encoder 12720 through the camera interface 12630.
  • the image data photographed by the camera 1252 may be directly displayed on the display screen 12520 through the camera interface 12630 and the LCD controller 12620.
  • the structure of the image encoder 12720 may correspond to the structure of the video encoding apparatus as described above.
  • the image encoder 12720 encodes the image data provided from the camera 1252 according to the video encoding method of the present invention described above, converts the image data into compression-encoded image data, and multiplexes / demultiplexes the encoded image data. (12680).
  • the sound signal obtained by the microphone 12550 of the mobile phone 12500 is also converted into digital sound data through the sound processor 12650 during recording of the camera 1250, and the digital sound data is converted into the multiplex / demultiplexer 12680. Can be delivered.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 multiplexes the encoded image data provided from the image encoder 12720 together with the acoustic data provided from the sound processor 12650.
  • the multiplexed data may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the signal received through the antenna converts the digital signal through a frequency recovery (Analog-Digital conversion) process .
  • the modulator / demodulator 12660 demodulates the frequency band of the digital signal.
  • the band demodulated digital signal is transmitted to the video decoder 12690, the sound processor 12650, or the LCD controller 12620 according to the type.
  • the mobile phone 12500 When the mobile phone 12500 is in the call mode, the mobile phone 12500 amplifies a signal received through the antenna 12510 and generates a digital sound signal through frequency conversion and analog-to-digital conversion processing.
  • the received digital sound signal is converted into an analog sound signal through the modulator / demodulator 12660 and the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710, and the analog sound signal is output through the speaker 12580. .
  • a signal received from the radio base station 12000 via the antenna 12510 is converted into multiplexed data as a result of the processing of the modulator / demodulator 12660.
  • the output and multiplexed data is transmitted to the multiplexer / demultiplexer 12680.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 demultiplexes the multiplexed data to separate the encoded video data stream and the encoded audio data stream.
  • the encoded video data stream is provided to the video decoder 12690, and the encoded audio data stream is provided to the sound processor 12650.
  • the structure of the image decoder 12690 may correspond to the structure of the video decoding apparatus as described above.
  • the image decoder 12690 generates the reconstructed video data by decoding the encoded video data by using the video decoding method of the present invention described above, and displays the reconstructed video data through the LCD controller 1262 through the display screen 1252. ) Can be restored video data.
  • video data of a video file accessed from a website of the Internet can be displayed on the display screen 1252.
  • the sound processor 1265 may convert the audio data into an analog sound signal and provide the analog sound signal to the speaker 1258. Accordingly, audio data contained in a video file accessed from a website of the Internet can also be reproduced in the speaker 1258.
  • the mobile phone 1250 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 various embodiments.
  • 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 video encoder 12720 of FIG. 26.
  • the computer 12100 and the TV receiver 12610 may not include the camera 1250, the camera interface 12630, and the video encoder 12720 of FIG. 26.
  • FIG. 27 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to various embodiments.
  • 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. 24. similar.
  • the cloud computing server 14100 may refer to a playback history of a predetermined video service stored in the user DB 14100. For example, the cloud computing server 14100 receives a playback request for a video stored in the user DB 14100 from a user terminal. If the video was being played before, the cloud computing server 14100 may have a streaming method different depending on whether the video is played from the beginning or from the previous stop point according to the user terminal selection. For example, when the user terminal requests to play from the beginning, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the first frame. On the other hand, if the terminal requests to continue playing from the previous stop point, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the frame at the stop point.
  • the user terminal may include the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1A through 20.
  • the user terminal may include the video encoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1A through 20.
  • the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1A through 20.
  • FIGS. 21 through 27 Various embodiments of utilizing the video encoding method, the video decoding method, the video encoding apparatus, and the video decoding apparatus described above with reference to FIGS. 1A through 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 described above with reference to FIGS. 1A to 20 are stored in a storage medium or the video encoding apparatus and the video decoding apparatus are implemented in the device are illustrated in FIGS. 21 to 27. It is not limited to.

Abstract

일 실시 예에 따른 비디오 부호화 장치는 입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 부호화부; 상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 복호화부; 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 ALF 파라미터 예측부; 에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 SAO 필터부; 상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 ALF 필터부; 및 상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 엔트로피 부호화부를 포함하여 구성된다.

Description

인루프 필터 파라미터 예측을 사용하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치
본 발명은 비디오 부호화 방법 및 복호화 방법에 관한 것이다. 상세하게는 인루프 필터링 방법에 관한 것이다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 트리 구조의 부호화 단위에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.
주파수 변환을 이용하여 공간 영역의 영상 데이터는 주파수 영역의 계수들로 변환된다. 비디오 코덱은, 주파수 변환의 빠른 연산을 위해 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 블록마다 DCT 변환을 수행하여, 블록 단위의 주파수 계수들을 부호화한다. 칼라 영상들간의 중복성 제거를 위해 기존의 압축 시스템들은 블록 기반의 예측을 수행한다. 기존의 압축 시스템들은 비디오 부호화 및 복호화에 사용되는 파라미터들을 픽쳐 단위로 생성한다.
비디오의 부호화 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 부호화 장치는 비디오 부호화 장치에 있어서, 입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 부호화부; 상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 복호화부; 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 ALF 파라미터 예측부; 에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 SAO 필터부; 상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 ALF 필터부; 및 상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 엔트로피 부호화부를 포함한다.
부호화 속도와 효율이 개선된 비디오의 부호화 방법을 제공한다.
도 1은 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치의 동작을 설명하는 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치 및 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치 및 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치 및 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 4c 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에지 타입의 SAO 필터 파라미터 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치 및 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 5c 및 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAO/ALF 파라미터 예측부가 이전 블록의 SAO 필터 적용 결과 또는 ALF 필터 파라미터 적용 결과를 조회하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치 및 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치 및 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시하는 도면이다.
도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 타입의 에지 클래스를 도시하는 도면이다.
도 7e 및 7f 는 일 실시예에 따른 에지 타입의 카테고리들을 도시하는 도면이다.
도 7g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ALF 필터를 적용하는 방법을 설명하는 개념도이다.
도 8은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 9은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위의 개념을 도시한다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위 및 파티션을 도시한다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따라, 부호화 정보들을 도시한다.
도 16는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화단위를 도시한다.
도 17, 18 및 19는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화단위, 예측단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 20은 표 2의 부호화 모드 정보에 따른 부호화단위, 예측단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 21은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 22는 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 23은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 24 및 25은, 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 26은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 부호화 장치는 비디오 부호화 장치에 있어서, 입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 부호화부; 상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 복호화부; 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 ALF 파라미터 예측부; 에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 SAO 필터부; 상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 ALF 필터부; 및 상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 엔트로피 부호화부를 포함한다.
상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 SAO 필터가 적용되지 않은 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성할 수 있다.
상기 비디오 부호화 장치는 상기 복호화된 비디오 데이터에 블록 효과를 제거하는 디블로킹 필터를 적용하는 디블로킹 필터부를 더 포함하고, 상기 SAO 필터부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 복호화된 비디오 데이터에 상기 SAO 필터를 적용하며, 상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 디블로킹 필터가 적용되지 않은 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성할 수 있다.
상기 비디오 부호화 장치는 상기 복호화된 비디오 데이터에 블록 효과를 제거하는 디블로킹 필터를 적용하는 디블로킹 필터부를 더 포함하고, 상기 SAO 필터부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 복호화된 비디오 데이터에 상기 SAO 필터를 적용하며, 상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터의 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 비디오 부호화 장치는 상기 복호화된 비디오 데이터에 블록 효과를 제거하는 디블로킹 필터를 적용하는 디블로킹 필터부; 및 상기 디블로킹 필터가 적용되지 않은 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 복호화된 비디오 데이터에 SAO 필터를 적용하기 위한 SAO 필터 파라미터를 생성하는 SAO 파라미터 예측부를 더 포함하고, 상기 SAO 필터부는 상기 SAO 필터 파라미터를 사용하여 복호화된 비디오 데이터에 상기 SAO 필터를 적용할 수 있다.
상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터의 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 엔트로피 부호화부는 예측된 SAO 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.
상기 SAO 필터부는 디블로킹 필터가 적용된 복원된 비디오에 상기 SAO 필터를 적용할 수 있다.
상기 SAO 파라미터 예측부는 디블로킹 필터가 적용되지 않은 복호화 비디오의 픽셀 값을 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 SAO 파라미터 예측부는 디블로킹 필터가 적용 되지 않은 복호화 비디오의 픽셀 값을 이용하여 상기 복호화 비디오에 디블로킹 필터를 적용한 결과를 예측하고, 상기 디블로킹 필터를 적용한 결과를 예측한 값을 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 SAO 파라미터 예측부는 상기 복호화된 비디오의 부호화에 이용된 예측 정보를 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 SAO 파라미터 예측부는 상기 복호화된 비디오에서 현재 블록에 SAO 필터가 적용되기 이전에 SAO 필터가 적용된 이전 블록의 SAO 필터 파라미터를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 SAO 파라미터 예측부는 현재블록이 위치하는 상기 복원 비디오의 픽쳐와 동일한 픽쳐에 위치하는 공간적 주변 블록의 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 공간적 주변 블록의 정보는 상기 공간적 주변 블록의 픽셀값, 예측 정보 및 SAO 필터 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 SAO 파라미터 예측부는 현재 블록이 위치하는 상기 복원된 비디오 픽쳐의 영상 순서 정보와 상이한 영상 순서 정보를 가지는 픽쳐에 위치하는 시간적 주변 블록의 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 시간적 주변 블록의 정보는 상기 시간적 주변 블록의 픽셀값, 예측 정보 및 SAO 필터 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 SAO 파라미터 예측부는 현재 블록이 위치하는 상기 복원 비디오의 픽쳐와 동일한 픽쳐에 위치하는 공간적 주변 블록의 정보 및 상기 현재블록이 위치하는 상기 복원 비디오의 픽쳐의 시간 정보와 상이한 시간 정보를 가지는 픽쳐에 위치하는 시간적 주변 블록의 정보 중 적어도 하나와 디블로킹 필터가 적용되지 않은 상기 현재 블록의 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
상기 엔트로피 부호화부는 상기 ALF 필터링부가 상기 생성된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 상기 SAO 필터가 적용된 현재 블록에 ALF 필터를 적용하기 전에 상기 예측된 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 부호화 방법은 비디오 부호화 장치가 수행하는 비디오 부호화 방법에 있어서, 입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 단계; 상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 단계; 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 단계; 에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 단계; 상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 단계; 및 상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계는 상기 SAO 필터가 적용되지 않은 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 일 실시예에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램은 하드웨어와 결합되어, 입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 단계; 상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 단계; 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 단계; 에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 단계; 상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 단계; 및 상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 단계를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된다.
상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계는 상기 SAO 필터가 적용되지 않은 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하 도 1 내지 도 7g를 참조하여, 다양한 실시예에 따라 인루프 필터링을 사용하여 필터 파라미터를 시그널링하는 비디오 부호화 방법, 비디오 복호화 방법이 제안된다.
또한, 도 8 내지 도 20을 참조하여, 앞서 제안한 비디오 부호화 방법 및 복호화 방법에 적용가능한 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다. 또한, 도 21 내지 도 27을 참조하여, 앞서 제안한 비디오 부호화 방법, 비디오 복호화 방법이 적용가능한 다양한 실시예들이 개시된다.
이하, 영상은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.
이하 샘플은, 영상의 샘플링 위치에 할당된 데이터로서 프로세싱 대상이 되는 데이터를 의미한다. 예를 들어, 공간영역의 영상에서 픽셀들이 샘플들일 수 있다.
현재 블록(Current Color Block)은 부호화 또는 복호화하고자 하는 영상의 블록을 의미한다. 예를들어, 현재 블록은 부호화 또는 복호화 하고자 하는 컬러 영상의 블록을 의미할 수 있다. 현재 영상이 YCrCb 포멧으로 부호화 및 복호화되는 경우, 현재 블록은 루마블록, Cr 블록 Cb 블록 중 어느 하나일 수 있다.
현재 영상(Current Image)은 현재 블록이 포함된 영상을 의미한다. 예를들어, 현재 컬러 영상(Current Color Image)은 현재 블록이 포함된 컬러 영상을 의미한다. 구체적으로, 현재 컬러 영상은 부호화 또는 복호화하고자 하는 블록을 포함하고 있는 컬러 영상을 나타낸다.
주변 블록(Neighboring Block around the current block)은 현재 블록에 이웃하는 블록을 나타낸다. 예를 들어, 주변 블록은 현재 블록의 상단, 현재 블록의 우측 상단, 현재 블록의 좌측, 현재 블록의 좌측 하단, 또는 현재 블록의 좌측 상단에 위치할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록에 이웃하는 부호화된 블록이거나, 복호화된 블록일 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 7g를 참조하여, 일 실시예에 따라 비디오 부호화 장치와 비디오 부호화 방법, 그리고 비디오 복호화 장치와 비디오 복호화 방법이 개시된다.
도 1은 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치(100)(100)의 동작을 설명하는 개념도이다. 부호화 장치(100)는 부호화부(101), 복호화부(110), 디블로킹 필터링부(120), SAO 필터링부(132), ALF 필터링부(134), 엔트로피 부호화부(150) 및 다수의 데이터 버퍼(192, 194, 196)를 포함하여 구성된다.
부호화부(101)는 입력된 원본 비디오를 부호화 하여 부호화된 비디오 데이터를 생성한다. 부호화된 비디오 데이터는 복호화부로 입력된다. 부호화부(101)는 비디오를 픽쳐로 분할하고, 픽쳐를 블록단위로 분할하여, 비디오를 구성하는 픽셀 값을 예측하고, 예측에 따른 픽셀값들의 차분을 변환하고, 변환된 값을 양자화함으로써 비디오를 부호화할 수 있다. 예를들어, 부호화부(101)는 픽셀값들의 차분을 주파수 도메인으로 변환하고, 변환된 값을 양자화할 수 있다.
예를들어, 부호화부(101)는 비디오를 블록들로 구획하여 블록별로 부호화할 수 있다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형일 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에 따른 블록은, 트리구조에 따른 부호화 단위들 중에서는, 최대 부호화 단위(Maximum Coding Unit; MCU), 부호화 단위(Coding Unit; CU), 예측 단위(Prediction Unit) 또는 변환 단위(Transform Unit) 등일 수 있다.
부호화부(101)는 영상의 최대 부호화 단위들 마다 부호화를 개별적으로 수행할 수 있다. 예를 들면, 현재 최대 부호화 단위로부터 분할된 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 현재 최대 부호화 단위를 부호화할 수 있다.
부호화부(101)는 현재 최대 부호화 단위의 부호화를 위해, 현재 부호화 단위에 포함된 트리 구조의 휘도 및/또는 채도 부호화 단위들마다 인트라 및/또는 인터 예측, 변환, 양자화를 수행하여 부호화할 수 있다. 트리구조에 따른 부호화단위들에 기초한 비디오 부복호화 방식은, 도 8 이하를 참조하여 후술한다.
복호화부(110)는 부호화 과정을 반대로 수행함으로써 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원 비디오를 생성한다. 예를들어, 복호화부(110)는 다시 트리 구조의 부호화 단위들마다 부호화된 샘플들에 대해, 역양자화, 역변환, 인트라 예측 또는 움직임 보상을 통해 복호화를 수행하여, 현재 최대 부호화 단위에 포함된 픽셀들을 복원할 수 있다.
복호화부(110)가 비디오를 부호화 하고 복호화하는 과정에서 일부 정보가 손실됨에 따라 원본 비디오를 부호화한 부호화 비디오를 다시 복원하여 생성된 복원된 비디오는 원본 비디오와 차이를 가지게 된다. 예를들어, 원본 비디오 데이터의 특정 픽셀값과 원본 비디오의 특정 픽셀 값에 부호화 및 복호화를 수행하여 생성된 복원된 비디오 데이터의 특정 픽셀 값은 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이러한 차이에 의하여 복원된 비디오의 품질은 원본 비디오와 복원된 비디오의 주관적 품질 평가를 수행하여 측정될 수 있으며, 복원된 비디오는 일반적으로 원본 비디오에 비하여 주관적 품질을 저해하는 아티팩트를 포함한다. 예를들어, 아티팩트로는 블록 아티팩트, 노이즈 아티팩트 등이 있다. 이러한 아티팩트를 제거하기 위하여 다양한 후처리 필터들이 제공되고 있다. 예를들어, 도 1에 도시되는 바와 같이 디블록킹 필터, SAO 필터 및 ALF 필터 등이 제공되고 있다.
복원 비디오에서의 아티팩트를 제거하기 위하여 복원 비디오는 디블록킹 필터링부(120)로 전달될 수 있다. 복원된 비디오에서 나타나는 블록 현상을 제거하기 위하여 디블록킹 필터가 복원된 비디오에 적용된다. 최대 부호화 단위 또는 트리 구조의 부호화 단위마다 부호화 단위의 경계영역에 위치하는 픽셀들에 대해 블록 현상을 경감시키기 위한 필터링이 수행될 수 있다. 디블록킹 필터가 적용된 복원 비디오는 이후의 영상 처리를 위하여 SAO 필터링부(132)로 전달된다.
SAO 필터링부(132)는 SA0 필터를 사용하여 필터링을 수행한다. SAO(Sample Adaptive Offset) 필터는 엣지 오프셋 및/또는 밴드 오프셋을 사용하여 현재 픽셀 값을 보정하는 필터이다. SAO 필터링부(132)는 픽셀 값을 보정할 현재 픽셀의 값과 상기 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값의 크기 관계에 따라 엣지 오프셋을 결정하고, 현재 픽셀 값의 크기에 따라 밴드 오프셋을 결정할 수 있다. 예를 들어, SAO 필터링부(132)는 최대 부호화 단위 별로 복원 픽셀들의 픽셀 값을 조정할 수 있다. SAO 필터링부(132)는 SAO 필터를 적용하기 위한 현재 블록의 SAO 타입, SAO 클래스, 오프셋 값들을 결정할 수 있다. SAO 필터링부(132)는 디블록킹 필터가 적용된 복원 비디오에 SAO 필터를 적용하고, SAO가 적용된 복원 비디오를 ALF 필터링부(134)로 전달할 수 있다. 더하여 SAO 필터링부(132)는 SAO 타입 및 SAO 클래스값을 엔트로피 부호화부(101)로 전달할 수 있다.
ALF 필터링부(134)는 ALF 필터를 사용하여 필터링을 수행한다. ALF(Adaptive Loop Filter) 필터는 픽셀 값을 보정할 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 연산하여 결정된 보정 값을 이용하여 상기 현재 픽셀의 값을 보정하는 필터이다. ALF 필터링부(134)는 현재 픽셀에 ALF 필터를 적용하기 위한 ALF 필터의 모양, 크기 및 계수를 결정할 수 있다. ALF 필터링부(134)는 결정된 ALF 필터의 모양, 크기 및 계수를 사용하여 현재 픽셀에 ALF 필터를 적용할 수 있다. ALF 필터링부(134)는 ALF 필터가 적용된 복원 비디오를 부호화부(101)(101)로 전달할 수 있다. 부호화부(101)는 ALF 필터가 적용된 복원 비디오를 사용하여 입력된 원본 비디오를 예측함으로써 입력 비디오의 부호화를 수행할 수 있다. 예를들어, 비디오 부호화 장치(100)는 ALF 필터가 적용된 복원 픽쳐를 사용하여 부호화 대상 픽쳐의 인터 예측을 수행함으로써 원본 비디오의 부호화를 수행할 수 있다.
엔트로피 부호화부150)는 비디오를 부호화하여 생성된 신택스 요소를 엔트로피 부호화 한 후 비트스트림으로 생성할 수 있다. 엔트로피 부호화부는 SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터또한 엔트로피 부호화 하여 비트스트림으로 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 SAO 필터 파라미터와 ALF 필터 파라미터는 엔트로피 부호화 방식에 따라 컨텍스트에 기반한 엔트로피 부호화되는 파라미터와 바이패스 모드에 따라 엔트로피 부호화되는 파라미터로 분류될 수 있다.
컨텍스트 기반의 엔트로피 부호화 방식은, SAO 필터 파라미터와 같은 심볼을 비트열로 변환하는 이진화 동작과, 비트열에 대해 컨텍스트 기반의 산술부호화를 수행하는 산술부호화 동작의 일련의 동작으로 수행될 수 있다. 컨텍스트 기반의 산술부호화를 수행하는 산술부호화 방식으로 CABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) 등이 널리 이용되고 있다. 컨텍스트 기반의 산술부복호화에 따르면, 심볼 비트열의 각 비트가 컨텍스트의 각 빈(bin)이 되며, 각 비트 위치가 빈 인덱스로 매핑될 수 있다. 비트열의 길이 즉 빈들의 길이는 심볼 값의 크기에 따라 변할 수 있다. 컨텍스트 기반의 산술부복호화를 위해서는 심볼의 컨텍스트에 기반한 확률 모델링이 필요하다.
이전에 부호화된 심볼들을 기초하여 현재 심볼의 인코딩 비트를 확률적으로 예측한다는 가정하에 컨텍스트에 기반한 확률 모델링을 수행할 수 있다. 컨텍스트에 기반한 확률 모델링을 위해, 심볼 비트열의 비트 위치마다, 예를들어, 각각의 빈 인덱스마다 컨텍스트를 새로이 갱신할 필요가 있다. 여기서 확률 모델링은, 각 빈에서 0 또는 1이 발생할 확률을 분석하는 과정이다. 이제까지의 컨텍스트에 새로운 블록의 심볼들의 비트별 확률을 분석한 결과를 반영하여 컨텍스트를 갱신하는 과정이, 블록마다 반복될 수 있다. 이러한 확률 모델링이 반복됨에 따라, 각 빈마다 발생 확률이 매칭된 확률 모델이 결정될 수 있다.
따라서, 컨텍스트에 기반한 확률 모델을 참조하여, 현재 심볼들의 이진화된 비트열의 각 비트마다, 현재 컨텍스트에 대응되는 코드를 선택하여 출력하는 동작이 수행됨으로써, 컨텍스트에 기반한 엔트로피 부호화가 수행될 수 있다.
컨텍스트에 기반한 엔트로피 부호화를 위해 심볼의 각 빈마다 컨텍스트에 기반한 확률 모델을 결정하는 동작은 많은 연산량과 연산시간을 요구한다. 한편 바이패스 모드에 따른 엔트로피 부호화 동작은, 심볼의 컨텍스트를 고려하지 않은 확률 모델을 이용하는 엔트로피 부호화 동작을 의미한다.
한편, 위와 같이 SAO 필터 및 ALF 필터가 적용되면, SAO 필터 및 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화 하기 위해, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터가 결정 될 때까지 엔트로피 부호화가 지연되어야 한다. 따라서, SAO 필터링부(132) 및 ALF 필터링부(134)를 하드웨어로 구현하는 경우, 비트스트림 생성을 위한 엔트로피 부호화 단계가 SAO 필터 및 ALF 필터 파라미터 결정동작이 완료될 때까지 미루어져야 하며, 이를 위한 다양한 정보가 버퍼링(buffering)된다. 예를들어, 엔트로피 부호화 되기 위한 신택스 요소인 예측 정보(PUINFO), 변환 정보(TUINFO)등이 SAO 필터 및 ALF 필터 파라미터가 결정되어 엔트로피 부호화 될 수 있을 때 까지 데이터 버퍼(192, 194, 196)에 저장된다. 따라서, 회로의 크기 및 전력 소모 측면에서 비효율이 발생할 수 있다.
상기한 문제를 해결하기 위해 일 실시 예에 따른 부호화 장치(100)는 디블록킹 필터링 이전에 SAO 필터 및 ALF 필터 파라미터를 예측하고, 예측된 필터 파라미터를 엔트로피 부호화 함으로써, SAO 부호화로 인한 회로 면적 및 전력 소모 측면의 비효율을 개선할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 동작을 설명하는 개념도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 부호화부(201), 복호화부(210), 디블로킹 필터링부(220), SAO 필터링부(232), ALF 필터링부(234), 엔트로피 부호화부(250), SAO/ALF 파라미터 예측부(282) 및 다수의 데이터 버퍼(292,294)를 포함하여 구성된다. 이하 도 1에 설명된 부호화 장치(100)와 다른 구성을 설명한다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 복호화부에서 생성된 복원 비디오의 데이터를 사용하여 SAO 및 ALF 필터 파라미터를 예측한다. 예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 복호화부(210)로부터 받은 복원비디오의 픽셀값을 사용하여 SAO 필터 파라미터를 예측하거나, ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
복호화부(210)로부터 받은 복원비디오 데이터는 디블록킹 필터가 적용되기 전의 비디오 데이터이다. 디블록킹 필터가 적용되기 전의 비디오 데이터에 의하여 예측된 SAO 필터 파라미터 또는 ALF 필터 파라미터는 디블로킹 필터가 적용된 복원 비디오 데이터에 대하여 계산되는 SAO 필터 파라미터 또는 ALF 필터 파라미터보다 필터 효과가 낮을 수 있다. SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 복원 비디오의 디블로킹 처리를 예측하여, 디블로킹 필터가 처리되어 생성될 결과물로 예상되는 복원 비디오 픽셀값을 사용하여 SAO 필터 파라미터를 예측하거나, ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 디블록킹 필터가 적용되기 전의 복원 비디오 데이터를 이용하여 현재 블록의 SAO 타입, SAO 클래스 및 오프셋값을 예측하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. SAO 타입, SAO 클래스 및 오프셋값의 결정 방법은 공지된 방법을 사용할 수 있다. SAO 타입은 현재블록에 대하여 SAO 필터를 적용할지 또는 적용한다면 현재 블록의 픽셀 값 분류 타입이 에지 타입 또는 밴드 타입인지를 나타낼 수 있다. SAO 클래스는 에지 타입에 따른 에지 방향 또는 밴드 타입에 따른 밴드 범위를 나타낼 수 있다. 오프셋값은 SAO 카테고리에 포함되는 복원픽셀들과 원본픽셀들 간의 차이값들의 평균을 나타낼 수 있다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 디블로킹 필터가 적용되기전 복원 비디오데이터를 이용하여 현재 블록의 ALF 필터 적용여부, 현재 블록에 적용되는 ALF 필터의 모양, ALF 필터의 크기 및/또는 ALR 필터에 사용되는 계수를 예측하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다. ALF 필터 적용여부, 현재 블록에 적용되는 ALF 필터의 모양, ALF 필터의 크기 및/또는 ALR 필터에 사용되는 계수의 결정 방법은 공지된 방법을 이용할 수 있다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 예측된 SAO 필터 파라미터를 SAO 필터링부(232)로 전달한다. 그리고 SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 예측된 ALF 필터 파라미터를 ALF 필터링부(234)로 전달할 수 있다. 그리고, SAO/ALF 파라미터 예측부(282)는 예측된 SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화부(250)로 전달할 수 있다.
엔트로피 부호화부(250)는 SAO/ALF 파라미터 예측부(282)로부터 받은 SAO 필터 파라미터 및/또는 ALF 필터 파라미터와 함께 부호화부로부터 받은 부호화 데이터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 본 실시 예에서, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터가 디블로킹 필터가 수행되기 이전에 예측됨에 따라, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화가 디블로킹 필터의 수행 전에 수행될 수 있다. 그에 따라 엔트로피 부호화가 수행되는 데이터들의 대기 시간이 감소하여 데이터 버퍼에서 엔트로피 부호화가 수행될 데이터들을 보다 빨리 제거할 수 있다.
도 2a를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)가 수행하는 부호화 방법을 도 2b를 참조하여 상술한다.
먼저 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 원본 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S211). 부호화 장치(200)는 원본 비디오를 픽쳐단위로 부호화 하여 비디오의 부호화를 수행할 수 있다. 부호화 장치(200)는 픽쳐를 블록단위로 부호화할 수 있다. 블록단위는 픽쳐를 최대 부호화 블록 단위로부터 트리구조로 분할되는 부호화 블록 단위일 수 있다. 부호화 장치(200)는 픽쳐를 최대 부호화 단위로부터 트리구조로 분할되는 부호화 단위로 부호화할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 부호화된 비디오를 복호화하여 복호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S212). 부호화 장치(200)는 부호화된 비디오를 픽쳐단위로 복호화 하여 비디오의 복호화를 수행할 수 있다. 부호화 장치(200)는 픽쳐를 블록단위로 복호화할 수 있다. 부호화 장치(200)는 픽쳐를 최대 부호화 단위로부터 트리구조로 분할되는 부호화 단위로 복호화할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 복호화된 비디오에 디블로킹 필터를 적용할 수 있다(S213). 부호화 장치(200)는 복호화된 비디오를 픽쳐 단위로 디블로킹 필터를 적용할 수 있다. 부호화 장치(200)는 복호화된 비디오의 픽쳐를 블록 단위로 디블로킹 필터를 적용할 수 있다. 예를들어, 부호화 장치(200)는 픽쳐에서 블록단위의 높이값으로 결정되는 각 행을 따라 디블로킹 필터를 적용하고, 픽쳐에서 블록단위의 너비 값으로 구분되는 열을 따라 디블로킹 필터를 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 디블로킹 필터링의 적용과 독립적으로 SAO 필터 파라미터 및/또는 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다(S216).
전술한 바와 같이 부호화 장치(200)는 디블로킹 필터링이 수행되기 전의 복원된 비디오 데이터를 사용하여 SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 부호화 데이터, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다(S217).
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 SAO 필터 파라미터의 예측이 수행되면 예측된 SAO 필터 파라미터를 사용하여 디블로킹 필터 적용된 복호화 비디오에 SAO 필터를 적용할 수 있다(S214).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(200)는 ALF 필터 파라미터의 예측이 수행되면 예측된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터 적용된 복호화 비디오에 ALF 필터를 적용할 수 있다(S215).
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 동작을 설명하는 개념도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 부호화부(301), 복호화부(310), 디블로킹필터링부(320), SAO 필터링부(330), ALF 필터링부(340), 엔트로피 부호화부(350), 제 1 ALF 파라미터 예측부(382), 및 다수의 데이터 버퍼(392,394)를 포함하여 구성된다. 이하 도 2a에 설명된 부호화 장치(200)와 다른 구성을 설명한다. 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)는 복호화부에서 생성된 복원 비디오의 데이터를 사용하여 ALF 필터 파라미터를 예측한다. 예를들어, 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)는 복호화부(310)로부터 받은 복원비디오의 픽셀값을 사용하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
제 1 ALF 파라미터 예측부(382)는 예측된 ALF 필터 파라미터를 ALF 필터링부(340)로 전달할 수 있다. 그리고, 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)는 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화부(350)로 전달할 수 있다.
엔트로피 부호화부(350)는 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)로부터 받은 ALF 필터 파라미터와 함께 부호화부(301)로부터 받은 부호화 데이터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 부호화 장치(300)는 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)를 사용함으로써 ALF 필터 파라미터가 디블로킹 필터가 수행되기 이전에 예측됨에 따라 디블로킹 필터의 수행 전에 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 그에 따라 엔트로피 부호화가 수행되는 데이터들의 대기 시간이 감소하여, 부호화 장치(300)는 데이터 버퍼에서 엔트로피 부호화가 수행될 데이터들을 보다 빨리 제거할 수 있다.
한편, 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)는 제 2 ALF 파라미터 예측부(384)로 대체되어 구성되거나, 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)와 제 2 ALF 파라미터 예측부(384)가 함께 구성될 수 있다. 복호화부(310)로부터 받은 복원비디오 데이터는 디블록킹 필터가 적용되기 전의 비디오 데이터이다. 디블록킹 필터가 적용되기 전의 비디오 데이터에 대하여 예측된 SAO 필터 파라미터 또는 ALF 필터 파라미터는 디블로킹 필터가 적용된 복원 비디오 데이터에 대하여 계산되는 SAO 필터 파라미터 또는 ALF 필터 파라미터보다 필터 효과가 낮을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)를 사용하지 않고, 제 2 ALF 파라미터 예측부(384)를 사용하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수도 있다. 제 2 ALF 파라미터 예측부(384)는 디블로킹 필터가 처리된 복원 비디오 데이터를 이용하여 ALF 필터 파라미터의 예측을 수행한다. 부호화 장치(300)는 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)및 제 2 ALF 파라미터 예측부(384) 중 어느 예측부를 사용하여 ALF 필터 파라미터의 예측을 수행할 지를 미리 설정된 방법에 따라 선택할 수 있다. 예를들어, 부호화 장치(300)는 제 1 ALF 파라미터 예측부(382)및 제 2 ALF 파라미터 예측부(384) 중 어느 예측부를 사용하여 ALF 필터 파라미터의 예측을 수행할 지를 ALF 필터가 적용될 현재 블록에 나타난 블록 아티팩트 정도 또는 ALF 필터가 적용될 현재 픽쳐의 블록 아티팩트 정도에 따라 결정할 수 있다.
제 2 ALF 파라미터 예측부(384)는 예측된 ALF 필터 파라미터를 ALF 필터링부(340)로 전달할 수 있다. 그리고, 제 2 ALF 파라미터 예측부(384)는 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화부(350)로 전달할 수 있다.
엔트로피 부호화부(350)는 제 2 ALF 파라미터 예측부(384)로부터 받은 ALF 필터 파라미터와 함께 부호화부(301)로부터 받은 부호화 데이터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 제 2 ALF 파라미터 예측부(384)를 사용함으로써, ALF 필터 파라미터가 SAO 필터가 수행되기 이전에 예측됨에 따라, ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화가 SAO 필터의 수행 전에 수행될 수 있다. 그에 따라 엔트로피 부호화가 수행되는 데이터들의 대기 시간이 감소하여, 부호화 장치(300)는 데이터 버퍼에서 엔트로피 부호화가 수행될 데이터들을 보다 빨리 제거할 수 있다.
도 3a를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)가 디블로킹 필터링을 수행하기 이전에 ALF 필터 파라미터를 예측하여 부호화를 수행하는 부호화 방법을 도 3b를 참조하여 상술한다. 도 2b에서 설명된 부호화 방법과 중복되는 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 원본 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S311).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 부호화된 비디오를 복호화하여 복호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S312).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 복호화된 비디오에 디블로킹 필터를 적용할 수 있다(S313).
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 디블로킹 필터링의 적용과 독립적으로 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다(S316). 전술한 바와 같이 부호화 장치(300)는 디블로킹 필터링이 수행되기 전의 복원된 비디오 데이터를 사용하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
한편, ALF 필터 파라미터의 예측과 독립적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 디블로킹 필터 적용된 복호화 비디오에 SAO 필터를 적용할 수 있다(S314).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 ALF 필터 파라미터의 예측이 수행되면 예측된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터 적용된 복호화 비디오에 ALF 필터를 적용할 수 있다(S315).
한편, ALF 필터의 적용과 독립적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 부호화 데이터, SAO 필터 파라미터 및 예측된 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다(S317).
도 3a를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)가 SAO 필터링을 수행하기 이전에 ALF 필터 파라미터를 예측하여 부호화를 수행하는 부호화 방법을 도 3c를 참조하여 상술한다. 도 2a에서 설명된 부호화 방법과 중복되는 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 원본 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S311).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 부호화된 비디오를 복호화하여 복호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S312).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 복호화된 비디오에 디블로킹 필터를 적용할 수 있다(S313).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 디블로킹 필터 적용된 복호화 비디오에 SAO 필터를 적용할 수 있다(S314).
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 SAO 필터의 적용과 독립적으로 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다(S318). 전술한 바와 같이 부호화 장치(300)는 SAO 필터가 적용되기전의 복원된 비디오 데이터를 사용하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 ALF 필터 파라미터의 예측이 수행되면 예측된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터 적용된 복호화 비디오에 ALF 필터를 적용할 수 있다(S315).
한편, ALF 필터의 적용과 독립적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(300)는 부호화 데이터, SAO 필터 파라미터 및 예측된 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다(S319).
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 동작을 설명하는 개념도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 부호화부(401), 복호화부(410), 디블로킹필터(420), SAO 필터링부(432), ALF 필터링부(434), 엔트로피 부호화부(450), SAO/ALF 파라미터 예측부(482) 및 다수의 데이터 버퍼(492, 494)를 포함하여 구성된다. 이하 도 2에 설명된 부호화 장치(200)와 다른 구성을 설명한다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(482)는 복호화부에서 생성된 복원 비디오의 데이터를 사용하여 SAO 및 ALF 필터 파라미터를 예측한다. 도 4의 실시 예에 따른 SAO/ALF 파라미터 예측부(482)는 복호화부(410)로부터 받은 복원비디오의 예측 정보를 사용하여 SAO 필터 파라미터를 예측하거나, ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
예측 정보의 예로는 복원된 픽셀 값, 디블로킹 필터를 적용하기 위한 경계 강도, 인터 예측을 수행하여 생성된 움직임 벡터, 인터/인트라 모드 정보가 있다.
예를들어, 예측 정보에는 현재 필터가 적용될 블록 단위가 디블록킹 수행되기 전에 획득될 수 있는 정보가 포함될 수 있다. 예를 들면, 예측 정보는 현재 부호화 되는 부호화 단위의 레지듀 데이터, 인터 예측시의 움직임 벡터, 인트라 예측시의 인트라 모드 등을 포함할 수 있다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(482)는 획득된 예측 정보에 기초하여, 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. 여기서, 예측 정보는 디블록킹 수행 이전에 획득되기 때문에, SAO 필터 파라미터 예측은 디블록킹 수행과 독립적으로 수행될 수 있다. SAO/ALF 파라미터 예측부(482)는 현재 부호화 되는 부호화 단위의 디블록킹 수행 이전에 복원된 픽셀값, 레지듀 데이터, 인터 예측시의 모션 벡터, 인트라 예측시의 인트라 모드 등에 기초하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. 예를 들면, 인터 예측시의 모션 벡터 및 인트라 예측시의 인트라 모드 등에 기초하여 현재 블록의 SAO 타입을 에지 타입으로 예측하고, 예측된 에지 타입의 SAO 클래스를 예측할 수 있다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(482)는 예측된 SAO 필터 파라미터를 SAO 필터링부(432)로 전달한다. 그리고 SAO/ALF 파라미터 예측부(482)는 예측된 ALF 필터 파라미터를 ALF 필터링부(434)로 전달할 수 있다. 그리고, SAO/ALF 파라미터 예측부(482)는 예측된 SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화부(450)로 전달할 수 있다.
엔트로피 부호화부(450)는 SAO/ALF 파라미터 예측부(482)로부터 받은 SAO 필터 파라미터 및/또는 ALF 필터 파라미터와 함께 부호화부로부터 받은 부호화 데이터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 본 실시 예에서, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터가 디블로킹 필터가 수행되기 이전에 예측됨에 따라, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화가 디블로킹 필터의 수행 전에 수행될 수 있다. 그에 따라 엔트로피 부호화가 수행되는 데이터들의 대기 시간이 감소하여, 부호화 장치(400)는 데이터 버퍼에서 엔트로피 부호화가 수행될 데이터들을 보다 빨리 제거할 수 있다.
도 4a를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)가 수행하는 부호화 방법을 도 4b를 참조하여 상술한다. 이하 도 2b에 설명된 부호화 방법와 다른점을 중심으로 설명한다.
먼저 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 원본 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S411).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 부호화된 비디오를 복호화하여 복호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S412).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 복호화된 비디오에 디블로킹 필터를 적용할 수 있다(S413).
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 디블로킹 필터링의 적용과 독립적으로 부호화 예측 정보를 사용하여 SAO 필터 파라미터 및/또는 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다(S416). 전술한 바와 같이 부호화 장치(400)는 디블로킹 필터링이 수행되기 전에 수행된 비디오 데이터의 부호화 정보를 사용하여 SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 부호화 데이터, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다(S417).
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 SAO 필터 파라미터의 예측이수행되면 예측된 SAO 필터 파라미터를 사용하여 디블로킹 필터 적용된 복호화 비디오에 SAO 필터를 적용할 수 있다(S414).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 ALF 필터 파라미터의 예측이 수행되면 예측된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터 적용된 복호화 비디오에 ALF 필터를 적용할 수 있다(S415).
이하 도 4c 내지 도 4e를 참조하여 에지 타입의 SAO 필터 파라미터를 부호화 하는 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 SAO 필터를 적용하기 위하여 SAO 타입, SAO 클래스 및 오프셋값을 포함하는 SAO 필터 파라미터를 결정한다. 여기서, SAO 타입은 현재 최대 부호화 단위의 픽셀값 분류 방식이 에지 타입 또는 밴드 타입인지 나타내고, SAO 클래스는 에지 타입에 따른 에지 방향 또는 밴드 타입에 따른 밴드 범위를 나타내며, 오프셋값은 SAO 클래스에 포함되는 복원픽셀들과 원본픽셀들 간의 차이값을 나타낼 수 있다.
한편, 만약 SAO 타입이 에지 타입으로 결정되는 경우, 에지의 방향에 따른 에지 클래스는 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚ 중 하나로 결정될 수 있다. 에지 클래스를 결정하기 위해서는 상술한 4가지의 에지 클래스 경우에 대해, RD(Rate-Distortion) Cost를 최대 부호화 단위에 포함된 화소 모두에 적용하여 계산할 수 있다. 부호화 장치(400)가 모든 화소의 에지 오프셋 값을 구해야 하므로 회로 구현이 복잡해 지고, 이로 인해 구현 부하(logic gates or code size)와 전력 소비가 클 수 있다.
따라서, 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 현재 부호화되는 최대 부호화 단위의 방향성과 관련된 정보를 이용하여 에지 클래스를 결정함으로써 에지 오프셋 파라미터를 결정할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)가 에지 오프셋 파라미터를 결정하는 예를 설명한다. 일 실시 예에 따른 에지 오프셋 파라미터는 최대 부호화 단위에 기반하여 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 장치(400)는 비디오의 최대 부호화 단위들 중에서, 현재 부호화되는 최대 부호화 단위의 방향성정보를 획득할 수 있다. 여기서 획득되는 에지의 방향은 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚ 중 하나일 수 있다.
부호화 장치(400)는 에지 검출 알고리즘을 이용하여, 현재 부호화되는 최대 부호화 단위의 에지의 방향성정보를 획득할 수 있다. 예를 들면 부호화 장치(400)는 Sobel 알고리즘 등의 에지 검출 알고리즘이 이용되어 최대부호화 단위의 에지를 검출할 수 있다. 또한, 검출된 에지의 방향을 근사화 하여 방향성 정보를 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚중 하나로 결정할 수 있다.
부호화 장치(400)는 현재 부호화되는 최대 부호화 단위의 인트라 모드 정보를 이용하여, 방향성 정보를 획득할 수 있다. 한편, 최대 부호화 단위는 복수의 예측 단위로 구성될 수 있다. 각 예측 단위 별로 서로 다른 인트라 모드로 예측이 수행될 수 있다. 최대 부호화 단위는 적어도 하나 이상의 인트라모드로 예측이 수행될 수 있다. 이 경우, 부호화 장치(400)는 최대부호화 단위에 포함된 인트라 모드들에 대한 히스토그램을 산출하고, 히스토그램에 기초하여 소정 인트라 모드를 방향성 정보로 획득할 수 있다. 부호화 장치(400)는 최대 부호화 단위 내에서 인트라 모드의 발생 빈도에 따라 방향성 정보를 획득할 수 있다.
부호화 장치(400)는 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위의 모션 벡터에 기초하여 방향성 정보를 획득할 수 있다. 한편, 최대 부호화 단위는 복수의 예측단위로 구성되어 적어도 하나 이상의 모션 벡터를 가질 수 있다. 이 경우, 부호화 장치(400)는 최대부호화 단위에 포함된 모션벡터들에 대한 히스토그램을 산출하고, 히스토그램에 기초하여 방향성 정보를 획득할 수 있다. 다른 예로 최대 부호화 단위 내에서 모션벡터의 크기에 따라 방향성 정보를 획득할 수 있다. 또한, 검출된 모션벡터의 방향을 근사화 하여 방향성 정보를 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚중 하나로 결정할 수 있다.
부호화 장치(400)는 획득된 방향성정보에 기초하여 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위에 대한 에지 오프셋의 파라미터를 결정할 수 있다. 여기서 결정된 에지 오프셋의 파라미터는 전술한 에지 클래스 일 수 있다.
예를 들면, 부호화 장치(400)는 획득된 방향과 동일한 방향성을 가지는 에지 클래스를 결정할 수 있다. 즉 획득된 방향성 정보가 0˚를 가리키는 경우 수평 방향을 에지 클래스로 결정할 수 있다.
다른 예로, 부호화 장치(400)는 에지 검출결과 획득된 방향과 직교하는 방향성을 가지는 에지 클래스를 결정할 수 있다. 즉, 획득된 방향성 정보가 0˚를 가리키는 경우 수직 방향을 에지 클래스로 결정할 수 있다.
부호화 장치(400)는 에지 오프셋의 파라미터에 대해서 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면 부호화 장치(400)는 결정된 에지 클래스에 대해 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 부호화 장치(400)는, 부호화 장치(400)에서 결정된 클래스에 기반하여 SAO 조정값을 결정하고, SAO 조정을 수행할 수도 있다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에지 타입의 SAO 필터 파라미터를 부호화 하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 4c의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 부호화 장치(400)는 에지 검출 알고리즘을 이용하여, 현재 부호화되는 최대 부호화 단위의 에지의 방향성정보를 획득할 수 있다. 여기서, 부호화 장치(400)는 Sobel 알고리즘 등의 에지 검출 알고리즘을 이용하여 최대부호화 단위의 에지를 검출할 수 있다. 그리고 검출된 에지의 방향을 근사화 하여 방향성 정보를 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚중 하나로 결정할 수 있다. 예를 들면 검출된 에지(461)는 135˚의 방향성을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(400)는 획득된 방향성정보에 기초하여 상기 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위에 대한 에지 클래스를 결정할 수 있다. 예를 들면, 부호화 장치(400)는 미리 설정된 방법에 따라 도 4c의 (b)에 도시된 네 개의 오프셋 클래스 중에서 획득된 방향(461)과 동일한 방향성을 가지는 에지 클래스(462)를 선택할 수 있다. 다른 예로 부호화 장치(400)는 미리 설정된 방법에 따라 도 4c의 (b)에 도시된 네 개의 오프셋 클래스 중에서 획득된 방향(461)과 직교하는 방향성을 가지는 에지 클래스(463)를 선택할 수 있다.
도 4d 는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 타입의 SAO 필터 파라미터를 부호화 하는 방법의 다른 예를 도시한다. 도 4d (a)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 현재 부호화되는 최대 부호화 단위의 인트라 모드 정보를 이용하여, 방향성 정보를 획득할 수 있다. 즉, 부호화 단위가 가질 수 있는 35개의 인트라 모드(464)를 미리 정해진 테이블(465)을 기초로 4개의 방향으로 근사화 할 수 있다. 예를 들어 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위에서 획득된 인트라 모드가 8인 경우 테이블(465)을 기초로, 부호화 장치(400)는 최대 부호화단위가 수평 방향의 방향성을 가진다고 결정할 수 있다.
한편, 최대 부호화 단위는 복수의 예측단위로 구성되어 적어도 하나 이상의 인트라 모드들을 가질 수 있다. 이 경우, 부호화 장치(400)는 최대부호화 단위에 포함된 인트라 모드들에 대한 히스토그램을 산출하고, 히스토그램에 기초하여 소정 인트라 모드를 방향성 정보로 획득할 수 있다. 다른 예로 최대 부호화 단위 내에서 인트라 모드의 발생 빈도에 따라 방향성 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 부호화 장치(400)는 획득된 방향성정보에 기초하여 상기 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위에 대한 에지 클래스를 결정할 수 있다. 예를 들면, 부호화 장치(400)는 미리 설정된 방법에 따라 도 4d의 (b)에 도시된 네개의 오프셋 클래스 중에서 획득된 방향(인트라 모드 8)과 동일한 방향성을 가지는 에지 클래스(466a)를 선택할 수 있다. 다른 예로 부호화 장치(400)는 미리 설정된 방법에 따라 도 4d의 (b)에 도시된 네개의 오프셋 클래스 중에서 획득된 방향(인트라 모드 8)과 직교하는 방향성을 가지는 에지 클래스(466b)를 선택할 수 있다.
도 4e 는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 타입의 SAO 필터 파라미터를 부호화 하는 방법의 또 다른 예를 도시한다. 도 4e(a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 부호화 장치(400)는 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위의 모션 벡터(467)에 기초하여 방향성정보를 획득할 수 있다. 이때, 부호화 장치(400)는 검출된 모션벡터의 방향을 근사화 하여 방향성 정보를 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚중 하나로 결정할 수 있다. 예를 들면 도 4e (a)의 모션 벡터(467)의 방향은 0˚로 결정될 수 있다.
한편, 최대 부호화 단위는 복수의 예측단위로 구성되어 적어도 하나 이상의 모션 벡터를 가질 수 있다. 이 경우, 부호화 장치(400)는 최대부호화 단위에 포함된 모션벡터들에 대한 히스토그램을 산출하고, 히스토그램에 기초하여 방향성 정보를 획득할 수 있다. 부호화 장치(400)는 최대 부호화 단위 내에서 모션벡터의 크기에 따라 방향성 정보를 획득할 수 있다
일 실시예에 따른 부호화 장치(400)는 획득된 방향성정보에 기초하여 상기 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위에 대한 에지 클래스를 결정할 수 있다. 예를 들면, 부호화 장치(400)는 미리 설정된 방법에 따라 도 4e의 (b)에 도시된 네개의 오프셋 클래스 중에서 획득된 방향(467)과 동일한 방향성을 가지는 에지 클래스(468a)를 선택할 수 있다. 다른 예로 부호화 장치(400)는 미리 설정된 방법에 따라 도 4e의 (b)에 도시된 네개의 오프셋 클래스 중에서 획득된 방향(467)과 직교하는 방향성을 가지는 에지 클래스(468b)를 선택할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 동작을 설명하는 개념도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 부호화부(501), 복호화부(510), 디블로킹 필터링부(520), SAO 필터링부(532), ALF 필터링부(534), 엔트로피 부호화부(550), SAO/ALF 파라미터 예측부(582) 및 다수의 데이터 버퍼(570, 592, 594)를 포함하여 구성된다. 이하 도 2에 설명된 부호화 장치(200)와 다른 구성을 설명한다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 복호화부에서 생성된 복원 비디오의 데이터를 사용하여 SAO 및 ALF 필터 파라미터를 예측한다. 예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 복호화부(510)로부터 받은 복원비디오의 픽셀값 및/또는 복원 비디오의 예측 정보를 사용하여 SAO 필터 파라미터를 예측하거나, ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
더하여, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 이전에 수행된 SAO 필터의 수행 결과에 따라 생성된 SAO 필터 파라미터를 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. 이전에 수행된 SAO 필터의 수행 결과는 데이터 버퍼(570)에 저장되어 있을 수 있다. 예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 이전 블록의 SAO 필터 파라미터를 현재 블록의 SAO 필터 파라미터로 사용할 수 있다.
도 5c 및 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAO/ALF 파라미터 예측부(582)가 이전 블록의 SAO 필터 적용 결과 또는 ALF 필터 파라미터 적용 결과를 조회하는 방법을 도시하는 도면이다. 이전블록은 도 5c에 도시된 바와 같이 현재 블록이 위치한 픽쳐와 동일한 픽쳐에 위치하는 공간적 주변 블록 및 도 5d에 도시된 바와 같이 현재 블록이 위치한 픽쳐와 다른 시간 정보를 가지는 픽쳐에 위치한 시간적 주변 블록을 포함한다.
예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위의 SAO 필터 파라미터를 이전에 부호화된 다른 부호화 단위로부터 예측할 수 있다. 예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 SAO 필터 파라미터를 획득하기 위해서, 현재 최대 부호화 단위와 시간적 또는 공간적 상관관계가 있는 다른 최대 부호화 단위를 이용할 수 있다. SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 이전에 부호화된 최대 부호화 단위의 SAO 필터 파라미터를 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위의 SAO 필터 파라미터로 예측 할 수 있다.
도 5c의 예를 들어 설명하면, 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위(560)는 동일 픽쳐 내에서, 이전에 부호화된 최대 부호화 단위(561)의 SAO 필터 파라미터를 이용하여 현재 최대 부호화 단위(560)의 SAO 필터 파라미터를 결정할 수 있다.
도 5d의 예를 들어 설명하면, 현재 부호화 되는 최대 부호화 단위(562)는, 현재 최대 부호화 단위가 포함된 픽쳐 보다 시간적으로 앞선 픽쳐에서 부호화된 최대 부호화 단위(563)의 SAO 필터 파라미터를 이용하여 현재 최대 부호화 단위(562)의 SAO 필터 파라미터를 결정할 수 있다.
유사한 방식으로, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 이전에 수행된 ALF 필터의 수행 결과에 따라 생성된 ALF 필터 파라미터를 이용하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다. SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 이전 블록의 ALF 필터 파라미터를 현재 블록의 ALF 필터 파라미터로 사용할 수 있다.
더하여, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 현재 블록에 SAO 필터 파라미터가 생성되기 전에 SAO 필터가 적용된 이전 블록의 SAO 필터 적용 결과와 현재 블록에 대한 정보를 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
현재 블록에 대한 정보는 SAO 필터 및/또는 디블록킹 필터가 적용되기 전에 생성된 현재 블록의 부호화 정보를 포함한다.
예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 먼저 SAO 필터가 적용된 이전 블록 중에 현재 블록과 가장 픽셀값의 차이가 적은 블록의 SAO 필터 파라미터를 현재 블록의 SAO 필터 파라미터로 사용할 수 있다. SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 먼저 SAO 필터가 적용된 이전 블록 중에 현재 블록과 가장 픽셀값의 차이가 적은 블록의 SAO 필터 파라미터를 현재 블록의 SAO 필터 파라미터로 사용할 수 있다. 비교되는 현재 블록의 픽셀값은 디블로킹 필터가 적용되기 전의 현재 블록의 픽셀값일 수 있다.
한편, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 현재 블록의 부호화 정보와 이전 블록의 SAO 필터 적용 결과를 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수도 있다. 예를들어, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 현재 블록의 인트라 예측 방향과 동일한 인트라 예측 방향을 가지는 이전 블록의 SAO 필터 파라미터를 현재 블록의 SAO 필터 파라미터로 사용할 수 있다.
또는, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 이전 블록과 현재 블록의 픽셀값의 차이에 따라 이전 블록의 SAO 필터 파라미터를 보정하여 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
유사한 방식으로, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 현재 블록에 ALF 필터 파라미터가 생성되기 전에 ALF 필터가 적용된 이전 블록의 ALF 필터 적용 결과를 이용하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다. SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 먼저 ALF 필터가 적용된 이전 블록 중에 현재 블록과 가장 픽셀 값의 차이가 적은 블록의 ALF 필터 파라미터를 현재 블록의 ALF 필터 파라미터로 사용할 수 있다. 또는, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 이전 블록과 현재 블록의 픽셀값의 차이에 따라 이전 블록의 ALF 필터 파라미터를 보정하여 현재 블록의 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 예측된 SAO 필터 파라미터를 SAO 필터링부(532)로 전달한다. 그리고 SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 예측된 ALF 필터 파라미터를 ALF 필터링부(534)로 전달할 수 있다. 그리고, SAO/ALF 파라미터 예측부(582)는 예측된 SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화부(550)로 전달할 수 있다.
엔트로피 부호화부(550)는 SAO/ALF 파라미터 예측부(582)로부터 받은 SAO 필터 파라미터 및/또는 ALF 필터 파라미터와 함께 부호화부로부터 받은 부호화 데이터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 본 실시 예에서, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터가 디블로킹 필터가 수행되기 이전에 예측됨에 따라, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화가 디블로킹 필터의 수행 전에 수행될 수 있다. 그에 따라 엔트로피 부호화가 수행되는 데이터들의 대기 시간이 감소하여 데이터 버퍼에서 엔트로피 부호화가 수행될 데이터들을 보다 빨리 제거할 수 있다.
도 5a를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)가 수행하는 부호화 방법을 도 5b를 참조하여 상술한다. 이하 도 2b에 설명된 부호화 방법과 다른점을 중심으로 설명한다.
먼저 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 원본 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S511).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 부호화된 비디오를 복호화하여 복호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S512).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 복호화된 비디오에 디블로킹 필터를 적용할 수 있다(S513).
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 디블로킹 필터링의 적용과 독립적으로 이전 블록의 SAO 필터 적용 결과를 사용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다(S516). 다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 디블로킹 필터링의 적용과 독립적으로 이전 블록의 ALF 필터 적용 결과를 사용하여 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다(S517). 전술한 바와 같이 부호화 장치(500)는 디블로킹 필터링이 수행되기 전에 수행된 이전 블록의 SAO 필터링 정보 및/또는 ALF 필터링 정보를 사용하여 SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 부호화 데이터, SAO 필터 파라미터 및 ALF 필터 파라미터를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다(S518).
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 SAO 필터 파라미터의 예측이 수행되면 예측된 SAO 필터 파라미터를 사용하여 디블로킹 필터 적용된 복호화 비디오에 SAO 필터를 적용할 수 있다(S514).
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(500)는 ALF 필터 파라미터의 예측이 수행되면 예측된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터 적용된 복호화 비디오에 ALF 필터를 적용할 수 있다(S515).
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 부호화 장치(600)의 블록도와 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(600)는 부호화부(601), 복호화부(602), ALF 파라미터 예측부(603), SAO 필터링부(604), ALF 필터링부(605) 및 엔트로피 부호화부(606)를 포함하여 구성될 수 있다.
부호화부(601)는 전술한 바와 같이 입력되는 비디오를 부호화 하여 부호화 데이터를 생성한다. 부호화부(601)는 디블로킹 필터, SAO 필터 및 ALF 필터 중 적어도 하나의 필터가 적용된 복원 비디오를 사용하여 입력되는 비디오를 부호화할 수 있다.
복호화부(602)는 전술한 바와 같이 부호화된 비디오를 복호화하여 ALF 필터를 적용할 현재 블록을 생성할 수 있다.
ALF 파라미터 예측부(603)는 현재 블록에 ALF 필터를 적용하기 위한 현재 블록의 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다. ALF 파라미터 예측부(603)는 디블로킹 필터가 적용되지 않은 현재 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다. ALF 파라미터 예측부는 디블로킹 필터가 적용된 현재 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 ALF 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
SAO 필터링부(604)는 현재 블록에 적용하는 픽셀 값을 보정할 현재 픽셀의 값과 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값의 크기 관계 타입에 지정된 보정 값 또는 현재 픽셀 값이 속하는 크기 분류 타입에 지정된 보정 값을 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 적용할 수 있다.
ALF 필터링부(605)는 예측된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터가 적용된 현재 블록에 ALF 필터를 적용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(606)는 예측된 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화부(606)는 ALF 필터부가 예측된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터가 적용된 현재 블록에 ALF 필터를 적용하기 전에 예측된 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(600)는 인루프 필터링을 수행하기 위해 먼저 입력된 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성할 수 있다(S611). 다음으로, 부호화장치(600)는 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화할 수 있다(S612). 다음으로, 부호화장치(600)는 현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성할 수 있다(S613). 다음으로, 부호화장치(600)는 에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용할 수 있다(S614). 다음으로, 부호화장치(600)는 생성된 ALF 필터 파라미터를 이용하여 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 ALF 필터를 적용할 수 있다(S615). 다음으로, 부호화장치(600)는 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다(S616).
한편, 다시 도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(600)는 디블로킹 필터가 적용되지 않은 현재 블록의 정보를 이용하여 현재 블록에 SAO 필터를 적용하기 위한 SAO 파라미터 예측부 및 디블로킹 필터를 현재 블록에 적용하는 디블록킹 필터부를 더 포함할 수 있다. 엔트로피 부호화부(606)는 예측된 SAO 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.
SAO 필터부는 예측된 SAO 필터 파라미터를 사용하여 현재 블록에 SAO 필터를 적용할 수 있다. SAO 필터부는 디블로킹 필터가 적용된 현재 블록에 SAO 필터를 적용할 수 있다.
SAO 파라미터 예측부는 디블로킹 필터가 적용되지 않은 현재 블록의 픽셀 값을 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. SAO 파라미터 예측부는 디블로킹 필터가 적용 되지 않은 현재 블록의 픽셀 값을 이용하여 현재 블록에 디블로킹 필터를 적용한 결과를 예측하고, 디블로킹 필터를 적용한 결과를 예측한 값을 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
SAO 파라미터 예측부는 현재 블록의 부호화에 이용된 예측 정보를 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. SAO 파라미터 예측부는 현재 블록에 SAO 필터가 적용되기 이전에 SAO 필터가 적용된 이전 블록의 SAO 필터 파라미터를 이용하여 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
SAO 파라미터 예측부는 현재블록이 위치하는 복원 비디오의 픽쳐와 동일한 픽쳐에 위치하는 공간적 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. 공간적 주변 블록의 정보는 공간적 주변 블록의 픽셀값, 예측 정보 및 SAO 필터 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
SAO 파라미터 예측부는 현재블록이 위치하는 복원 비디오의 픽쳐의 시간 정보와 상이한 시간 정보를 가지는 픽쳐에 위치하는 시간적 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다. 시간적 주변 블록의 정보는 시간적 주변 블록의 픽셀값, 예측 정보 및 SAO 필터 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
SAO 파라미터 예측부는 현재블록이 위치하는 복원 비디오의 픽쳐와 동일한 픽쳐에 위치하는 공간적 주변 블록의 정보 및 현재블록이 위치하는 복원 비디오의 픽쳐의 시간 정보와 상이한 시간 정보를 가지는 픽쳐에 위치하는 시간적 주변 블록의 정보 중 적어도 하나와 디블로킹 필터가 적용되지 않은 현재 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인루프 필터링을 수행하는 비디오 복호화 장치(700)의 블록도와 복호화 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 비디오 복호화 장치(700)는 엔트로피 복호화부(702), 비디오 복호화부(704), SAO 필터링부(706) 및 ALF 필터링부(708)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(700)는 비디오의 부호화된 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신한다. 비디오 복호화 장치(700)는 수신한 비트스트림으로부터 부호화된 비디오 샘플들을 파싱하여, 영상 블록별로 엔트로피 복호화, 역양자화, 역변환, 예측 및 움직임 보상을 수행하여 복원픽셀들을 생성하고, 결과적으로 복원영상을 생성할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(700)는 원본픽셀과 복원픽셀 간의 차이값을 나타내는 필터링 파라미터를 수신하여, 원본영상과 복원영상 간의 오차를 최소화할 수 있다. 비디오 복호화 장치(700)는 비디오의 최대 부호화 단위별로 부호화된 데이터를 수신하고, 각각의 최대 부호화 단위로부터 분할된 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 각각의 최대 부호화 단위를 복원할 수 있다.
도 7b를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호화 방법을 설명하면, 먼저 엔트로피 복호화부(702)는 엔트로피 복호화를 수행하여 비트스트림으로부터 부호화된 비디오 데이터, SAO 필터 파라미터 및 부호화 장치(600)에서 예측된 ALF 필터 파라미터를 획득한다(S711).
다음으로, 비디오 복호화부(704)는 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화 한다(S712).
다음으로, SAO 필터링부(706)는 복원된 비디오 데이터에 SAO 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터를 적용한다(S713).
SAO 필터링부(706)는 SAO 필터 파라미터에 의해 결정된 SAO 타입에 기초하여, 현재 최대 부호화 단위의 픽셀값 분류 방식이 에지 타입 또는 밴드 타입인지 결정할 수 있다. SAO 타입으로부터, 오프 타입, 에지 타입, 밴드 타입이 결정될 수 있다.
SAO 타입이 오프 타입인 경우에, SAO 필터링부(706)는 현재 최대 부호화 단위에서 오프셋 조정 기법이 적용되지 않음이 결정될 수 있다. 이 경우, 현재 최대 부호화 단위의 나머지 오프셋 파라미터도 더 이상 파싱될 필요가 없다.
SAO 필터링부(706)는 SAO 클래스에 기초하여, 현재 최대 부호화 단위의 에지 타입에 따른 에지 방향 또는 밴드 타입에 따른 밴드 범위를 결정할 수 있다.
SAO 필터링부(706)는 SAO 오프셋값에 기초하여, 앞서 결정된 SAO 클래스에 포함되는 복원픽셀들과 원본픽셀들 간의 차이값을 결정할 수 있다.
SAO 필터링부(706)는 현재 블록 단위들에 기초하여 복원된 샘플들의 픽셀값들을 결정된 차이값만큼 조정할 수 있다.
예를 들어, SAO 필터링부(706)는 오프셋 파라미터로부터 소정 개수의 카테고리들에 대응되는 오프셋값들을 결정할 수 있다. 각각의 오프셋값들은 미리 설정된 최소값보다 크거나 같고, 미리 설정된 최대값보다 작거나 같을 수 있다.
예를 들면, SAO 타입 정보가 에지 타입을 나타내는 경우에, SAO 필터링부(706)는 클래스에 기초하여 현재 최대 부호화 단위 내에 포함된 복원픽셀들의 에지의 방향을, 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚ 중 하나로 결정할 수 있다.
SAO 타입 정보가 밴드 타입을 나타내는 경우에, SAO 필터링부(706)는 SAO 클래스에 기초하여 복원픽셀들의 픽셀값들이 속하는 밴드의 위치를 결정할 수 있다.
다음으로, ALF 필터링부(708)는 현재 블록에 부호화 장치(600)에서 예측을 수행하여 생성한 ALF 필터 파라미터를 사용하여 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 ALF 필터를 적용한다(S714).
이하, 7c를 참조하여 SAO 기법을 이용하는 비디오 복호화 방식을 상술한다. 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(730)의 블록도를 도시한다.
비디오 복호화 장치(730)는, 엔트로피 복호화부(731), 역양자화부(732), 역변환부(733), 복원부(734), 인트라 예측부(735), 참조픽처 버퍼(736), 움직임 보상부(737), 디블로킹 필터링부(738), SAO 필터링부(739a) 및 ALF 필터링부(739b)를 포함한다.
비디오 복호화 장치(730)는, 부호화된 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신할 수 있다. 엔트로피 복호화부(731)에서 비트스트림으로부 인트라 모드 정보(Intra Mode Information), 인터 모드 정보(Inter Mode Information), SAO 정보(Sample Adaptive Offset Information), 레지듀 데이터(Residues)가 파싱될 수 있다.
엔트로피 복호화부(731)에 의해 추출된 레지듀 데이터는 양자화된 변환 계수들일 수 있다. 따라서, 역양자화부(732)에서 레지듀 데이터에 대해 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 복원하고, 역변환부(733)에서 복원된 복원 계수들에 대해 역변환을 수행하여 공간 영역의 레지듀값들을 복원할 수 있다.
공간 영역의 레지듀값들을 예측 복원하기 위해, 인트라 예측 또는 움직임 보상이 수행될 수 있다.
엔트로피 복호화부(731)에서 추출된 예측 모드 정보가 인트라 모드일 때, 인트라 예측부(735)가 인트라 모드 정보를 이용하여 현재 샘플에 공간적으로 인접하는 이웃 샘플들 중에서 어느 샘플들을 참조하여 현재 샘플을 복원할지 결정할 수 있다. 참조할 이웃 샘플들을 복원부(734)에 의해 이전에 복원된 샘플들 중에서 선택될 수 있다. 복원부(734)는 인트라 모드 정보에 기초하여 결정된 참조 샘플들과 역변환부(733)에서 복원된 레지듀값들을 이용하여 현재 샘플들을 복원할 수 있다.
엔트로피 복호화부(731)에서 추출된 예측 모드 정보가 인터 모드일 때, 움직임 보상부(737)가 인터 모드 정보를 이용하여 현재 픽처보다 먼저 복원된 픽처들 중에서 어느 샘플들을 참조하여 현재 픽처의 현재 샘플을 복원할지 결정할 수 있다. 인터 모드 정보는 움직임 벡터, 참조인덱스 등을 포함할 수 있다. 참조인덱스를 이용하여, 현재 픽처보다 먼저 복원되어 참조픽처 버퍼(736)에 저장된 픽처들 중에서, 현재 샘플의 움직임 보상을 위한 참조픽처가 결정될 수 있다. 움직임 벡터를 이용하여, 참조픽처 중에서 현재블록의 움직임 보상을 위한 참조블록이 결정될 수 있다. 복원부(734)는 인터 모드 정보에 기초하여 결정된 참조블록과 역변환부(733)에서 복원된 레지듀값들을 이용하여 현재 샘플들을 복원할 수 있다.
복원부(734)에서 샘플들이 복원되어 복원픽셀들이 출력될 수 있다. 복원부(734)는 최대 부호화 단위들마다 트리구조의 부호화 단위들을 기초로 복원픽셀들을 생성할 수 있다.
디블로킹 필터링부(738)에서, 최대 부호화 단위 또는 트리구조의 부호화 단위마다 부호화 단위의 경계영역에 위치하는 픽셀들에 대해 블로킹 현상을 경감시키기 위한 필터링이 수행될 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 SAO 필터링부(739a)는, SAO 기법에 따라 최대 부호화 단위별로 복원픽셀들의 오프셋을 조정할 수 있다. SAO 필터링부(739a) 는 엔트로피 복호화부(731)에 추출된 SAO 정보로부터 현재 최대 부호화 단위를 위한 SAO 타입, SAO 클래스, 오프셋값들을 결정할 수 있다.
SAO 필터링부(739a)는 SAO 오프셋값으로부터 현재 최대 부호화 단위의 복원픽셀들마다 오프셋값의 부호 및 차이값을 결정할 수 있다. SAO 필터링부(739a)는 복원픽셀들마다 오프셋값으로부터 결정된 차이값만큼 픽셀값을 증가시키거나 감소시킴으로써, 복원픽셀들과 원본픽셀들과의 오차를 줄일 수 있다.
일 실시예에 따른 SAO 필터링부(739a)에 의해 오프셋이 조정된 복원픽셀들을 포함하는 픽처가 참조픽처 버퍼(736)에 저장될 수 있다. 따라서 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라 복원샘플들과 원본픽셀들과의 오차가 최소화된 참조픽처를 이용하여, 다음 픽처의 움직임 보상이 수행될 수도 있다.
일 실시예에 따른 SAO 기법에 따르면, 복원픽셀들마다 원본픽셀들과의 차이값들을 바탕으로, 복원픽셀들을 포함하는 픽셀 그룹의 오프셋이 결정될 수 있다. 먼저, 일 실시예에 따른 SAO 기법을 위해 복원픽셀들을 픽셀 그룹들로 분류하는 실시예들이 상술된다.
일 실시예에 따른 SAO 기법에 따르면, (i) 복원픽셀들이 구성하는 에지 타입에 따라 픽셀들이 분류하거나, (ii) 복원픽셀들의 밴드 타입에 따라 픽셀들이 분류될 수 있다. 일 실시예에 따른, 픽셀들이 에지 타입에 따라 분류되는지, 또는 밴드 타입에 따라 분류되는지 여부는, SAO 타입으로 정의될 수 있다.
먼저, 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라, 에지 타입에 따라 픽셀들을 분류하는 실시예에 대해 상술한다.
현재 최대 부호화 단위에 대해 에지 타입의 오프셋을 결정하는 경우에, 현재 최대 부호화 단위에 포함된 각 복원픽셀들의 에지 클래스가 결정될 수 있다. 즉, 현재 복원픽셀과 이웃픽셀들의 픽셀값을 비교하여, 현재 복원픽셀들의 에지 클래스가 정의될 수 있다. 에지 클래스가 결정되는 일례를 도 4를 참조하여 후술한다.
도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 타입의 에지 클래스를 도시한다.
에지 클래스(741, 742, 743, 744)의 인덱스가 순서대로 0, 1, 2, 3으로 할당될 수 있다. 에지 타입의 발생빈도가 높을수록 에지 타입의 인덱스는 작게 할당될 수 있다.
에지 클래스는 현재 복원픽셀 X0와 인접하는 2개의 이웃픽셀들이 형성하는 1차원 에지의 방향을 나타낼 수 있다. 인덱스 0의 에지 클래스(741)는, 현재 복원픽셀 X0와 수평방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X1, X2가 에지를 형성하는 경우를 나타낸다. 인덱스 1의 에지 클래스(742)는, 현재 복원픽셀 X0와과 수직방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X3, X4가 에지를 형성하는 경우를 나타낸다. 인덱스 2의 에지 클래스(743)는, 현재 복원픽셀 X0에 135°대각 방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X5, X8가 에지를 형성하는 경우를 나타낸다. 인덱스 3의 에지 클래스(744)는, 현재 복원픽셀 X0에 45°대각 방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X6, X7이 에지를 형성하는 경우를 나타낸다.
따라서, 현재 최대 부호화 단위 내 포함된 복원픽셀들의 에지 방향을 분석하여, 현재 최대 부호화 단위에서 강한 에지의 방향을 결정함에 따라, 현재 최대 부호화 단위의 에지 클래스가 결정될 수 있다.
각 에지 클래스마다, 현재 픽셀의 에지 형태에 따라 카테고리들이 분류될 수 있다. 에지 형태에 따른 카테고리들의 일례를 도 5a 및 5b를 참조하여 후술한다.
도 7e 및 7f 는 일 실시예에 따른 에지 타입의 카테고리들을 도시한다.
에지 카테고리는, 현재 픽셀이 오목 에지의 최저점인지, 오목 에지의 최저점 주위에 위치하는 곡선 코너의 픽셀인지, 볼록 에지의 최고점인지, 볼록 에지의 최고점 주위에 위치하는 곡선 코너의 픽셀인지 여부를 나타낸다.
도 7e는 에지의 카테고리를 결정하기 위한 조건들을 예시한다. 도 7f 는 복원픽셀과 이웃픽셀들의 에지 형태 및 픽셀값들 c, a, b의 그래프를 예시한다.
c는 복원픽셀의 인덱스, a, b는 에지 방향에 따라 현재 복원픽셀에 양쪽에 인접하는 이웃픽셀들의 인덱스들을 나타낸다. Xa, Xb, Xc는 각각 인덱스 a, b, c인 복원픽셀의 픽셀값들을 나타낸다. 도 7f의 그래프들의 x축은 복원픽셀과 양쪽에 인접하는 이웃픽셀들의 인덱스들을, y축은 각 샘플들의 픽셀값들을 나타낸다.
카테고리 1는, 현재 샘플이 오목 에지의 최저점, 즉 로컬 밸리(local valley) 지점인 경우를 나타낸다 (Xc<Xa && Xc<Xb). 그래프 751과 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 오목에지의 최저점인 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 1로 분류될 수 있다.
카테고리 2는, 현재 샘플이 오목 에지의 최저점 주변에 위치하는 곡선 코너(concave corners)에 위치하는 경우를 나타낸다 (Xc<Xa && Xc==Xb || Xc==Xa && Xc<Xb). 그래프 752과 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 하강 커브가 종료하는 지점에 위치하거나(Xc<Xa && Xc==Xb), 그래프 753과 같이 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 상승 커브가 시작하는 지점에 위치하거나(Xc==Xa && Xc<Xb)에 위치하는 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 2로 분류될 수 있다.
카테고리 3는, 현재 샘플이 볼록 에지의 최고점 주변에 위치하는 곡선 코너(convex corners)에 위치하는 경우를 나타낸다 (Xc>Xa && Xc==Xb || Xc==Xa && Xc>Xb). 그래프 754와 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 하강 커브가 시작하는 지점에 위치하거나(Xc==Xa && Xc>Xb), 그래프 755와 같이 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 상승 커브가 종료하는 지점에 위치하거나(Xc>Xa && Xc==Xb)에 위치하는 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 3로 분류될 수 있다.
카테고리 4는, 현재 샘플이 볼록 에지의 최고점, 즉 로컬 피크(local peak) 지점인 경우를 나타낸다 (Xc>Xa && Xc>Xb). 그래프 756과 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 볼록에지의 최고점인 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 4로 분류될 수 있다.
현재 복원픽셀에 대해 카테고리 1, 2, 3, 4의 조건이 모두 충족되지 않는 경우에는 에지가 아니므로, 카테고리 0으로 분류되고 카테고리 0에 대한 오프셋은 따로 부호화될 필요는 없다.
일 실시예에 따라, 동일한 카테고리에 해당하는 복원픽셀들에 대해, 복원픽셀과 원본픽셀 간의 차이값의 평균치가 현재 카테고리의 오프셋으로 결정될 수 있다. 또한, 각 카테고리마다 오프셋이 결정될 수 있다.
카테고리 1, 2의 오목 에지들은, 양수 오프셋값에 의해 복원픽셀값이 조정된다면 에지가 평탄해지는 스무딩(smoothing) 효과가 발생하며, 음수 오프셋값에 의해 에지의 선예도(sharpeness)가 높아지는 샤프닝(sharpening) 효과가 발생될 수 있다. 카테고리 3, 4의 볼록 에지들은, 음수 오프셋값에 의해 에지의 스무딩 효과가 발생될 수 있으며, 양수 오프셋값에 의해 에지의 샤프닝 효과가 발생될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(600)는, 에지의 샤프닝 효과를 허용하지 않을 수 있다. 이 경우에는, 카테고리 1, 2의 오목 에지들에 대해서는 양수 오프셋값이 필요하고, 카테고리 3, 4의 볼록 에지들에 대해서는 음수 오프셋값이 필요하다. 이 경우에, 에지의 카테고리를 안다면 오프셋값의 부호를 결정할 수 있다. 따라서 부호화 장치(600)와 복호화 장치(700)는, 오프셋값의 부호는 제외하고 오프셋값의 절대치만 송수신하면 된다.
따라서, 부호화 장치(600)는, 현재 에지 클래스의 카테고리들마다 대응되는 오프셋값들을 부호화하여 송신하고, 복호화 장치(700)는 수신된 카테고리별 오프셋값을 이용하여, 복원픽셀마다 해당 카테고리의 오프셋값만큼 조정할 수 있다.
예를 들어 에지 타입의 오프셋값이 0으로 결정되는 경우에, 부호화 장치(600)는 에지 클래스 정보만 전송할 수 있다.
예를 들어 에지 타입의 오프셋 절대값이 0이 아닌 경우에는, 부호화 장치(600)는 오프셋 절대값 및 에지 클래스 정보를 전송할 수 있다. 에지 타입의 경우에는 오프셋 부호 정보를 전송할 필요가 없다.
복호화 장치(700)는, 수신된 오프셋 절대값이 0이 아니라면 에지 타입의 오프셋 절대값 정보를 판독할 수 있다. 오프셋값의 부호는 복원픽셀들과 이웃픽셀들의 에지 형태에 따른 에지 카테고리에 따라 예측될 수 있다.
따라서 일 실시예에 따른 부호화 장치(600)는, 에지 방향, 에지 형태에 따라 픽셀들을 분류하고, 동일한 특성의 픽셀들 간의 평균오차값을 오프셋값으로 결정하고, 카테고리별로 오프셋값들을 결정할 수 있다. 부호화 장치(600)는, 에지 타입임을 나타내는 SAO 타입 정보, 에지 방향을 나타내는 SAO 클래스 정보, 및 오프셋값들을 부호화하여 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화 장치(700)는, SAO 타입 정보, SAO 클래스 정보 및 오프셋값들을 수신하여, SAO 타입 정보 및 SAO 클래스 정보에 따라 에지 방향을 결정할 수 있다. 복호화 장치(700)는, 복원픽셀들마다 에지 방향에 따른 에지 형태에 대응하는 카테고리별 오프셋값을 결정하고, 복원픽셀의 픽셀값을 오프셋값만큼 조정함으로써, 원본영상과 복원영상 간의 오차를 최소화할 수 있다.
다음으로, 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라, 밴드 타입에 따라 픽셀들을 분류하는 실시예에 대해 상술한다.
일 실시예에 따라 복원픽셀들의 픽셀값들은 각각 밴드들 중 하나에 속할 수 있다. 예를 들어, 픽셀값들의 최소값 Min 및 최대값 Max은 p비트 샘플링에 따라, 총범위가 0, ..., 2^(p-1)일 수 있다. 픽셀값 총범위 (Min, Max)는 K개의 픽셀값 구간들로 분할되는 경우에, 각 픽셀값 구간을 밴드라 지칭한다. Bk이 k번째 밴드의 최대값을 나타내는 경우, 밴드들은 [B0, B1-1], [B1, B2-1], [B2, B3-1], ..., [BK-1, BK]로 분할될 수 있다. 현재 복원픽셀 Rec(x,y)의 픽셀값이 [Bk-1, Bk]에 속하는 경우에, 현재 밴드는 k로 결정될 수 있다. 밴드들은 균등한 타입로 분할되거나, 비균등한 타입로 분할될 수도 있다.
예를 들어, 픽셀값 분류 타입이 8비트 픽셀의 균등 밴드인 경우, 픽셀값들은 32개의 밴드들로 분할될 수 있다. 구체적으로 [0, 7], [8, 15], ..., [240, 247], [248, 255]의 밴드들로 분류될 수 있다.
밴드 타입에 따라 분류된 다수의 밴드들 중에서, 복원픽셀들마다 각각의 픽셀값이 속하는 밴드가 결정될 수 있다. 또한, 각각의 밴드마다 원본픽셀과 복원픽셀 간의 오차들의 평균을 나타내는 오프셋값이 결정될 수 있다.
따라서, 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, 현재 밴드 타입에 따라 분류된 밴드들마다 대응되는 오프셋을 부호화하여 송수신하고, 복원픽셀을 오프셋만큼 조정할 수 있다.
따라서 일 실시예에 따른 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, 밴드 타입의 경우에, 복원픽셀들을 각각의 픽셀값이 속하는 밴드에 따라 분류하고, 동일한 밴드에 속하는 복원픽셀들 간의 평균오차값을 오프셋을 결정하여, 복원픽셀들을 오프셋만큼 조정함으로써, 원본영상과 복원영상 간의 오차를 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, 밴드 타입에 따른 오프셋을 결정할 때, 복원픽셀들을 밴드 위치에 따른 카테고리들로 분류할 수 있다. 예를 들어, 픽셀값의 총 범위가 K개의 밴드들로 분류되는 경우에, k번째 밴드를 나타내는 밴드 인덱스 k에 따라 카테고리가 인덱싱될 수 있다. 밴드 개수들에 상응하여 카테고리들의 개수가 결정될 수 있다.
다만, 데이터 절감을 위해 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, SAO 기법에 따라 오프셋을 결정하기 위해 이용되는 카테고리의 개수를 제한할 수 있다. 예를 들어, 소정 시작 위치의 밴드로부터 밴드 인덱스가 증가하는 방향으로 연속하는 소정 개수의 밴드들만이 각각 카테고리로 할당되고, 각 카테고리에 대해서만 오프셋이 결정될 수 있다.
예를 들어, 인덱스 12인 밴드가 시작 밴드로 결정되는 경웅, 시작 밴드로부터 4개의 밴드들, 즉, 인덱스 12, 13, 14, 15의 밴드들이 각각 카테고리 1, 2, 3, 4로 할당될 수 있다. 따라서, 인덱스 12의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 1의 오프셋으로 결정될 수 있다. 이와 유사하게, 인덱스 13의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 2의 오프셋으로, 인덱스 14의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 3의 오프셋으로, 인덱스 15의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 4의 오프셋으로 결정될 수 있다.
이러한 경우에, 카테고리들로 할당되는 밴드들의 위치를 결정하기 위해 밴드 범위가 시작하는 위치, 즉 좌측 밴드의 위치에 대한 정보가 필요하다. 따라서, 일 실시예에 따른 부호화 장치(600)는, SAO 클래스로서 좌측 밴드의 위치를 나타내는 좌측시작지점 정보를 부호화하여 송신할 수 있다. 부호화 장치(600)는, 밴드 타입임을 나타내는 SAO 타입과, SAO 클래스, 그리고 카테고리별 오프셋값들을 부호화하여 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화 장치(700)는, SAO 타입과, SAO 클래스, 그리고 카테고리별 오프셋값들을 수신할 수 있다. 복호화 장치(700)는, 수신된 SAO 타입이 밴드 타입인 경우에, SAO 클래스로부터 시작 밴드의 위치를 판독할 수 있다. 복호화 장치(700)는, 복원픽셀들이 시작 밴드로부터 4개의 밴드들 중 어느 밴드에 속하는지 결정하고, 카테고리별 오프셋값들 중에서 현재 밴드에 할당된 오프셋값을 결정하여, 복원픽셀값을 오프셋값만큼 조정할 수 있다.
이하, 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)가 부호화하여 송수신하는 SAO 필터 파라미터에 대해 상술한다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, 최대 부호화 단위마다 복원픽셀들의 픽셀 분류 방식에 따라 SAO 타입을 결정할 수 있다.
각 블록의 영상 특성에 따라 SAO 타입이 결정될 수 있다. 예를 들어, 수직에지, 수평에지, 대각에지 등을 포함하는 최대 부호화 단위는, 에지값 수정을 위해 에지 타입에 따라 픽셀값들을 분류하여 오프셋값을 결정하는 편이 유리하다. 에지 영역이 아닌 경우엔 밴드 분류에 따라 오프셋값을 결정하는 편이 유리할 수도 있다. 따라서, 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, 최대 부호화 단위들마다 SAO 타입을 시그널링할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, 최대 부호화 단위마다 SAO 필터 파라미터를 결정할 수 있다. 즉 최대 부호화 단위의 복원픽셀들의 SAO 타입을 결정하고, 최대 부호화 단위의 복원픽셀들을 카테고리별로 분류하여 카테고리별로 오프셋값들이 결정될 수 있다.
부호화 장치(600)는, 최대 부호화 단위에 포함된 복원픽셀들 중에서, 동일한 카테고리로 분류된 복원픽셀들의 평균오차를 오프셋값으로 결정할 수 있다. 각 카테고리마다 오프셋값이 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 SAO 필터 파라미터는, SAO 타입, 오프셋값들, SAO 클래스를 포함할 수 있다. 부호화 장치(600) 및 복호화 장치(700)는, 최대 부호화 단위마다 결정된 SAO 필터 파라미터를 송수신할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(600)는, 최대 부호화 단위의 SAO 필터 파라미터 중에서 SAO 타입 및 오프셋값들을 부호화하여 전송할 수 있다. SAO 타입이 에지 타입인 경우에, 일 실시예에 따른 부호화 장치(600)는, SAO 타입, 카테고리별 오프셋값들에 이어 에지 방향을 나타내는 SAO 클래스를 더 전송할 수 있다. SAO 타입이 밴드 타입인 경우에, 일 실시예에 따른 부호화 장치(600)는, SAO 타입, 카테고리별 오프셋값들에 이어 시작 밴드의 위치를 나타내는 SAO 클래스를 더 전송할 수 있다. SAO 클래스는, 에지 타입의 경우에는 에지 클래스 정보로, 밴드 타입의 경우에는 밴드 위치 정보로 분류될 수 있다.
일 실시예에 따른 복호화 장치(700)는 최대 부호화 단위마다, SAO 타입, 오프셋값들 및 을 SAO 클래스를 포함하는 SAO 필터 파라미터를 수신할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 복호화 장치(700)는, 카테고리별 오프셋값들 중에서 각각의 복원픽셀이 속하는 카테고리의 오프셋값을 선택하고, 복원픽셀들마다 선택된 오프셋값만큼 조정할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(600)는 오프셋값들을 전송하기 위해, 부호 정보, 나머지 오프셋 절대값을 더 전송할 수도 있다.
오프셋 절대값이 0인 경우에는, 부호 정보나 나머지 오프셋값이 더 이상 부호화될 필요가 없다. 다만, 오프셋 절대값이 0이 아닌 경우에는, 부호 정보 및 나머지 오프셋 절대값이 더 전송될 수 있다.
다만, 전술한 바와 같이 에지 타입의 경우 카테고리에 따라 오프셋값이 양수 또는 음수인지 예측 가능하므로, 부호 정보가 전송될 필요 없다.
일 실시예에 따른 오프셋값(Off-set)은, 오프셋값을 결정하기 이전에 미리 최소값(MinOffSet) 및 최대값(MaxOffSet)의 범위로 제한될 수 있다. (MinOffSet ≤ Off-Set ≤ MaxOffSet)
예를 들어, 에지 타입의 경우에 카테고리 1, 2의 복원픽셀들에 대한 오프셋값은 최소값 0 및 최대값 7의 범위 내에서 결정될 수 있다. 에지 타입의 경우에 카테고리 3, 4의 복원픽셀들에 대한 오프셋값은 최소값 -7 및 최대값 0의 범위 내에서 결정될 수 있다.
예를 들어, 밴드 타입의 경우에 모든 카테고리들의 복원픽셀들에 대한 오프셋값은 최소값 -7 내지 최대값 7의 범위 내에서 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋값에 대한 전송비트를 절감하기 위해, 나머지 오프셋값(Remainder)을 음수가 아닌 p 비트 값으로 제한할 수 있다. 이 경우에 나머지 오프셋값은 0보다 크거나 같지만, 최대값과 최소값의 차이값보다는 작거나 같을 수 있다(0 ≤ Remainder ≤ MaxOffSet - MinOffSet + 1 ≤ 2^p). 부호화 장치(600)가 나머지 오프셋값을 전송하고, 복호화 장치(700)가 오프셋값의 최대값 및 최소값 중 적어도 하나를 알 수 있다면, 수신된 나머지 오프셋값만으로 원본 오프셋값을 복원할 수 있다.
도 7g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ALF 필터를 적용하는 방법을 설명하는 개념도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(600)는 ALF 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 생성한다. ALF 필터 파라미터는 도 7g에 도시된 바와 같은 ALF 필터의 모양, ALF 필터의 크기 및 ALF 필터에 대응되는 각 픽셀에 대응되는 계수의 값을 포함한다. 실시 예에 따라, ALF 필터 파라미터에서 ALF 필터의 모양, 크기, 계수의 산출 방법들은 달라질 수 있다.
도 7g에 도시된 모양 및 크기의 ALF 필터를 사용하여 ALF 필터를 적용하기 위한 ALF 필터의 계수를 결정하는 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화 장치(600)는 도 7g에 도시된 필터를 사용하여 복원된 픽셀의 픽셀값을 보정한다. 도 7g에 도시된 필터에서, 0번부터 6번 인덱스는 각각의 계수를 나타내고, 각 블록은 블록의 배열 위치에 따라 비디오의 각 픽셀에 대응된다. 도 7g의 필터는 비디오의 화소들에 있어서, 6번 인덱스에 대응되는 픽셀을, 필터의 블록들에 대응되는 주변 픽셀들을 사용하여 픽셀값을 변경함을 나타낸다. 예를들어, 상단 0번 인덱스에 대응되는 블록의 픽셀의 값과 0번 인덱스에 대응하는 계수를 이용하여 연산된 연산값, 상단 1번 인덱스에 대응되는 블록의 픽셀의 값과 1번 인덱스에 대응하는 계수를 이용하여 연산된 연산값, …, 하단 0번 인덱스에 대응되는 블록의 픽셀의 값과 0번 인덱스에 대응하는 계수를 이용하여 연산된 연산값을 모두 더하여 생성된 픽셀 보정값을 6번 인덱스에 대응되는 픽셀의 값과 더함으로써, 6번 인덱스에 대응되는 픽셀의 픽셀값을 변경할 수 있다.
부호화 장치(600)는 ALF 필터를 적용하기 위한 블록 단위로 동일한 ALF 필터 모양, 크기 및 각 픽셀에 대응되는 계수를 설정할 수 있다. 부호화 장치(600)는 복원 비이도의 특정 블록의 픽셀 값이 원본 비디오에서의 픽셀 값과 가장 차이가 발생하지 않도록 보정하는 ALF 필터의 모양, 크기 및 계수를 설정하는 ALF 필터 파라미터를 결정할 수 있다.
부호화 장치(600)는 결정된 ALF 필터 파라미터를 복호화 장치(700)로 전송할 수 있다. 복호화 장치(700)는 수신한 ALF 필터 파라미터를 사용하여 복호화 비디오의 ALF 필터링을 수행할 수 있다.
이하, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법에서 픽셀 분류에 따른 실시예가 개시된다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(800)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(800)는 부호화 단위 결정부(820) 및 출력부(830)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(800)는 '비디오 부호화 장치(800)'로 축약하여 지칭한다.
부호화 단위 결정부(820)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.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(820)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(820)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 최종 심도로 결정한다. 결정된 최종 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(830)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 최종 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 최종 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 최종 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 최종 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(820)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, 최종 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 최종 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 최종 심도는, 다른 영역에 대한 최종 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(800)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 최종 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 모드는 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
심도별 분할 정보는, 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(820)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 모드, 예측 단위별 예측 모드, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 9 내지 19를 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(820)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(830)는, 부호화 단위 결정부(820)에서 결정된 적어도 하나의 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 분할정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 분할정보는, 심도 정보, 예측 단위의 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 분할 정보 등을 포함할 수 있다.
최종 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 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 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 분할정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 분할정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 심도 및 분할정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(830)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(830)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(830)는, 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 슬라이스 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 비디오 부호화 장치(800)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 1a에서 전술된 구성을 포함하는 인터 레이어 비디오 부호화 장치는, 멀티 레이어 비디오의 레이어들마다 싱글 레이어 영상들의 부호화를 위해, 레이어 개수만큼의 비디오 부호화 장치(800)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 레이어 부호화부가 하나의 비디오 부호화 장치(800)를 포함하고, 제2 레이어 부호화부가 제2 레이어의 개수만큼의 비디오 부호화 장치(800)를 포함할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)가 제1 레이어 영상들을 부호화하는 경우에, 부호화 단위 결정부(820)는 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위별로 영상간 예측을 위한 예측단위를 결정하고, 예측단위마다 영상간 예측을 수행할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)가 제2 레이어 영상들을 부호화하는 경우에도, 부호화 단위 결정부(820)는 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위를 결정하고, 예측단위마다 인터 예측을 수행할 수 있다.
비디오 부호화 장치(800)는, 제1 레이어 영상과 제2 레이어 영상 간의 휘도 차를 보상하기 위해 휘도 차를 부호화할 수 있다. 다만, 부호화 단위의 부호화 모드에 따라 휘도 수행 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 예측 단위에 대해서만 휘도보상이 수행될 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(900)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(900)는 수신부(910), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(920) 및 영상 데이터 복호화부(930)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(900)는 '비디오 복호화 장치(900)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 분할정보 등 각종 용어의 정의는, 도 8 및 비디오 부호화 장치(800)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(910)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(920)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(930)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(920)는 현재 픽처에 대한 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(920)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 최종 심도 및 분할정보를 추출한다. 추출된 최종 심도 및 분할정보는 영상 데이터 복호화부(930)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(930)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보는, 하나 이상의 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 심도별 분할정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 분할 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(920)가 추출한 최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 심도 및 분할정보다. 따라서, 비디오 복호화 장치(900)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 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(920)는 소정 데이터 단위별로 심도 및 분할정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 심도 및 분할정보가 기록되어 있다면, 동일한 심도 및 분할정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(930)는 최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(930)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 모드, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(930)는, 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 모드 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(930)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(930)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 심도다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(930)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 모드, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(930)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.
도 2a에서 전술한 구성을 포함하는 인터 레이어 비디오 복호화 장치는, 수신된 제1 레이어 영상스트림 및 제2 레이어 영상스트림을 복호화하여 제1 레이어 영상들 및 제2 레이어 영상들을 복원하기 위해, 비디오 복호화 장치(900)를 시점 개수만큼 포함할 수 있다.
제1 레이어 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(900)의 영상데이터 복호화부(930)는, 추출부(920)에 의해 제1 레이어 영상스트림으로부터 추출된 제1 레이어 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 영상데이터 복호화부(930)는 제1 레이어 영상들의 샘플들의 트리 구조에 따른 부호화 단위들마다, 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 제1 레이어 영상들을 복원할 수 있다.
제2 레이어 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(900)의 영상데이터 복호화부(930)는, 추출부(920)에 의해 제2 레이어 영상스트림으로부터 추출된 제2 레이어 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 영상데이터 복호화부(930)는, 제2 레이어 영상들의 샘플들의 부호화 단위들마다 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 제2 레이어 영상들을 복원할 수 있다.
추출부(920)는, 제1 레이어 영상과 제2 레이어 영상 간의 휘도 차를 보상하기 위해 휘도 오차와 관련된 정보를 비트스트림으로부터 획득할 수 있다. 다만, 부호화 단위의 부호화 모드에 따라 휘도 수행 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 예측 단위에 대해서만 휘도보상이 수행될 수 있다.
결국, 비디오 복호화 장치(900)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 분할정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(1010)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(1020)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(1030)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.
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(1030)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(1010, 1020)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(1010)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(1010)의 부호화 단위(1015)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(1030)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(1030)의 부호화 단위(1035)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(1020)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(1020)의 부호화 단위(1025)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화부(1100)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화부(1100)는, 비디오 부호화 장치(800)의 픽처 부호화부(1520)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 수행한다. 즉, 인트라 예측부(1120)는 현재 영상(1105) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위별로 인트라 예측을 수행하고, 인터 예측부(1115)는 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측단위별로 현재 영상(1105) 및 복원 픽처 버퍼(1110)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다. 현재 영상(1105)은 최대부호화 단위로 분할된 후 순차적으로 인코딩이 수행될 수 있다. 이때, 최대 부호화 단위가 트리 구조로 분할될 부호화 단위에 대해 인코딩을 수행될 수 있다.
인트라 예측부(1120) 또는 인터 예측부(1115)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터를 현재 영상(1105)의 인코딩되는 부호화 단위에 대한 데이터로부터 빼줌으로써 레지듀 데이터를 생성하고, 레지듀 데이터는 변환부(1125) 및 양자화부(1130)를 거쳐 변환 단위별로 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(1145), 역변환부(1150)을 통해 공간 영역의 레지듀 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 레지듀 데이터는 인트라 예측부(1120) 또는 인터 예측부(1115)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 더해짐으로써 현재 영상(1105)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(1155), SAO 수행부(1160) 및 ALF 수행부(1170)를 거쳐 복원 영상으로 생성된다. 생성된 복원 영상은 복원 픽쳐 버퍼(1110)에 저장된다. 복원 픽처 버퍼(1110)에 저장된 복원 영상들은 다른 영상의 인터예측을 위한 참조 영상으로 이용될 수 있다. 변환부(1125) 및 양자화부(1130)에서 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(1135)를 거쳐 비트스트림(1140)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화부(1100)가 비디오 부호화 장치(800)에 적용되기 위해서, 비디오 부호화부(1100)의 구성 요소들인 인터 예측부(1115), 인트라 예측부(1120), 변환부(1125), 양자화부(1130), 엔트로피 부호화부(1135), 역양자화부(1145), 역변환부(1150), 디블로킹부(1155), SAO 수행부(1160) 및 ALF 수행부(1170)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행할 수 있다.
특히, 인트라 예측부(1120)및 인터예측부(1115)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 모드 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(1125)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 쿼드 트리에 따른 변환 단위의 분할 여부를 결정할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화부(1200)의 블록도를 도시한다.
엔트로피 복호화부(1215)는 비트스트림(1205)으로부터 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화 정보를 파싱한다. 부호화된 영상 데이터는 양자화된 변환계수로서, 역양자화부(1220) 및 역변환부(1225)는 양자화된 변환 계수로부터 레지듀 데이터를 복원한다.
인트라 예측부(1240)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 인트라 예측을 수행한다. 인터 예측부(1235)는 현재 영상 중 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 복원 픽처 버퍼(1230)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다.
인트라 예측부(1240) 또는 인터 예측부(1235)를 거친 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 레지듀 데이터가 더해짐으로써 현재 영상(1105)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터가 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(1245), SAO 수행부(1250) 및 ALF 수행부(1260)를 거쳐 복원 영상(1260)으로 출력될 수 있다. 또한, 복원 픽쳐 버퍼(1230)에 저장된 복원 영상들은 참조 영상으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(900)의 픽처 복호화부(930)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 비디오 복호화부(1200)의 엔트로피 복호화부(1215) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
비디오 복호화부(1200)가 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)에 적용되기 위해서, 비디오 복호화부(1200)의 구성 요소들인 엔트로피 복호화부(1215), 역양자화부(1220), 역변환부(1225), 인트라 예측부(1240), 인터 예측부(1235), 디블로킹부(1245), SAO 수행부(1250) 및 ALF 수행부(1260)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행할 수 있다.
특히, 인트라 예측부(1240)및 인터 예측부(1235)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위마다 파티션 모드 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(1225)는 부호화 단위마다 쿼드 트리구조에 따른 변환단위의 분할 여부를 결정할 수 있다.
도 10의 부호화 동작 및 도 11의 복호화 동작은 각각 단일 레이어에서의 비디오스트림 부호화 동작 및 복호화 동작을 상술한 것이다. 따라서, 도 1a의 부호화부가 둘 이상의 레이어의 비디오스트림을 부호화한다면, 레이어별로 영상부호화부(1100)를 포함할 수 있다. 유사하게, 도 2a의 복호화부(26)가 둘 이상의 레이어의 비디오스트림을 복호화한다면, 레이어별로 영상복호화부(1200)를 포함할 수 있다.
도 13는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(1300)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 3인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(1300)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(1300)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(1310)는 부호화 단위의 계층 구조(1300) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(1320), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(1330), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(1340)가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(1340)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(1310)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(1310)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(1310), 크기 64x32의 파티션들(1312), 크기 32x64의 파티션들(1314), 크기 32x32의 파티션들(1316)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(1320)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(1320)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(1320), 크기 32x16의 파티션들(1322), 크기 16x32의 파티션들(1324), 크기 16x16의 파티션들(1326)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(1330)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(1330)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(1330), 크기 16x8의 파티션들(1332), 크기 8x16의 파티션들(1334), 크기 8x8의 파티션들(1336)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(1340)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(1340)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(1340), 크기 8x4의 파티션들(1342), 크기 4x8의 파티션들(1344), 크기 4x4의 파티션들(1346)로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)의 부호화 단위 결정부(820)는, 최대 부호화 단위(1310)의 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(1310)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(1300)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(1300)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(1310) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(1310)의 심도 및 파티션 모드로 선택될 수 있다.
도 14은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)에서, 현재 부호화 단위(1410)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(1420)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(1410)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 15은 다양한 실시예에 따라, 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)의 출력부(830)는 분할정보로서, 각각의 심도의 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(1500), 예측 모드에 관한 정보(1510), 변환 단위 크기에 대한 정보(1520)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 모드에 대한 정보(1500)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(1502), 크기 2NxN의 파티션(1504), 크기 Nx2N의 파티션(1506), 크기 NxN의 파티션(1508) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 모드에 관한 정보(1500)는 크기 2Nx2N의 파티션(1502), 크기 2NxN의 파티션(1504), 크기 Nx2N의 파티션(1506) 및 크기 NxN의 파티션(1508) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(1510)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(1510)를 통해, 파티션 모드에 관한 정보(1500)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(1512), 인터 모드(1514) 및 스킵 모드(1516) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(1520)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(1522), 제 2 인트라 변환 단위 크기(1524), 제 1 인터 변환 단위 크기(1526), 제 2 인터 변환 단위 크기(1528) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(1610)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(1500), 예측 모드에 관한 정보(1510), 변환 단위 크기에 대한 정보(1520)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 16는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(1600)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(1610)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(1612), 2N_0xN_0 크기의 파티션 모드(1614), N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(1616), N_0xN_0 크기의 파티션 모드(1618)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(1612, 1614, 1616, 1618)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 모드는 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 모드마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 모드(1612, 1614, 1616) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 모드(1618)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(1620), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 모드의 부호화 단위들(1630)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(1630)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(1640)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 모드(1642), 크기 2N_1xN_1의 파티션 모드(1644), 크기 N_1x2N_1의 파티션 모드(1646), 크기 N_1xN_1의 파티션 모드(1648)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 모드(1648)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(1650), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(1660)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 부호화 단위는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(1670)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(1680)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(1690)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(1692), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(1694), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(1696), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(1698)을 포함할 수 있다.
파티션 모드 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 모드가 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(1698)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(1600)에 대한 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 모드는 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(1652)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(1699)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)는 부호화 단위(1600)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 심도를 결정하고, 해당 파티션 모드 및 예측 모드가 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 심도로 결정될 수 있다. 심도, 및 예측 단위의 파티션 모드 및 예측 모드는 분할정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(920)는 부호화 단위(1600)에 대한 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(1612)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 분할정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 17, 18 및 19는 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1710)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)가 결정한 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1760)는 부호화 단위(1710) 중 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1770)는 각각의 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1710)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1712, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1714, 1716, 1718, 1728, 1750, 1752)은 심도가 2, 부호화 단위들(1720, 1722, 1724, 1726, 1730, 1732, 1748)은 심도가 3, 부호화 단위들(1740, 1742, 1744, 1746)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1760) 중 일부 파티션(1714, 1716, 1722, 1732, 1748, 1750, 1752, 1754)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1714, 1722, 1750, 1754)은 2NxN의 파티션 모드며, 파티션(1716, 1748, 1752)은 Nx2N의 파티션 모드, 파티션(1732)은 NxN의 파티션 모드다. 심도별 부호화 단위들(1710)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1770) 중 일부(1752)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1714, 1716, 1722, 1732, 1748, 1750, 1752, 1754)는 예측 단위들(1760) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(900)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다. 부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
표 1
Figure PCTKR2015006641-appb-T000001
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)의 출력부(830)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(900)의 부호화 정보 추출부(920)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 심도이므로, 심도에 대해서 파티션 모드 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 모드에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 모드 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 모드 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 모드 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 모드 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 모드 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 모드 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 모드가 대칭형 파티션 모드이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 모드이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 20은 표 2의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(2000)는 심도의 부호화 단위들(2002, 2004, 2006, 2012, 2014, 2016, 2018)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(2018)는 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(2018)의 파티션 모드 정보는, 파티션 모드 2Nx2N(2022), 2NxN(2024), Nx2N(2026), NxN(2028), 2NxnU(2032), 2NxnD(2034), nLx2N(2036) 및 nRx2N(2038) 중 하나로 설정될 수 있다.
변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 모드에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 파티션 모드 정보가 대칭형 파티션 모드 2Nx2N(2022), 2NxN(2024), Nx2N(2026) 및 NxN(2028) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(2042)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(2044)가 설정될 수 있다.
파티션 모드 정보가 비대칭형 파티션 모드 2NxnU(2032), 2NxnD(2034), nLx2N(2036) 및 nRx2N(2038) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(2052)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(2054)가 설정될 수 있다.
도 19를 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(800)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(900)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 8 내지 20를 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.
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.
설명의 편의를 위해 앞서 도 1a 내지 20을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및/또는 비디오 부호화 방법은, '본 발명의 비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1a 내지 20을 참조하여 전술된 비디오 복호화 방법 및/또는 비디오 복호화 방법은 '본 발명의 비디오 복호화 방법'으로 지칭한다
또한, 앞서 도 1a 내지 20을 참조하여 전술된 비디오 부호화 장치, 비디오 부호화 장치(800) 또는 비디오 부호화부(1100)로 구성된 비디오 부호화 장치는, '본 발명의 비디오 부호화 장치'로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1a 내지 20을 참조하여 전술된 인터 레이어 비디오 복호화 장치, 비디오 복호화 장치(900) 또는 비디오 복호화부(1200)로 구성된 비디오 복호화 장치는, '본 발명의 비디오 복호화 장치'로 통칭한다.
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다.
도 21은 다양한 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 22를 참조하여 후술된다.
도 22는 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램을 디스크(26000)에 저장할 수 있다. 디스크(26000)에 저장된 프로그램을 컴퓨터 시스템(26700)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26800)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26700)에게로 전송될 수 있다.
도 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.
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다.
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.
컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 24에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.
비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.
비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11900) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다.
카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD , 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다.
클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다.
컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다.
도 24 및 25을 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다.
도 24은, 다양한 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰(12500)의 외부 구조를 도시한다. 휴대폰(12500)은 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분의 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트폰일 수 있다.
휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12520)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12520)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12520)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12530)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12530)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다.
도 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.
사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다.
휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 비디오 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다.
예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다.
데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12520)에 곧바로 디스플레이될 수 있다.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12530)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12530)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다.
다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다.
휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다.
데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다.
안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 본 발명의 비디오 복호화 방법을 이용하여, 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원된 비디오 데이터를 생성하고, 복원된 비디오 데이터를 LCD제어부(1262)를 거쳐 디스플레이화면(1252)에게 복원된 비디오 데이터를 제공할 수 있다.
이에 따라 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 비디오 데이터가 디스플레이화면(1252)에서 디스플레이될 수 있다. 이와 동시에 음향처리부(1265)도 오디오 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환하고, 아날로그 음향 신호를 스피커(1258)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일에 포함된 오디오 데이터도 스피커(1258)에서 재생될 수 있다.
휴대폰(1250) 또는 다른 형태의 통신단말기는 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 본 발명의 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.
본 발명의 통신시스템은 도 24를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 26은 다양한 실시예에 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.
구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다.
재생장치(12830)에서 본 발명의 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다.
위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.
적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다.
비디오 신호는, 본 발명의 비디오 부호화 장치에 의해 부호화되어 저장매체에 기록되어 저장될 수 있다. 구체적으로 보면, DVD 레코더에 의해 영상 신호가 DVD디스크(12960)에 저장되거나, 하드디스크 레코더(12950)에 의해 하드디스크에 영상 신호가 저장될 수 있다. 다른 예로, 비디오 신호는 SD카드(12970)에 저장될 수도 있다. 하드디스크 레코더(12950)가 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 26의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 비디오 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 26의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 비디오 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.
도 27은 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
본 발명의 클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 시스템은, 사용자 단말기의 요청에 따라 인터넷과 같은 정보 통신망을 통해 컴퓨팅 자원의 온 디맨드 아웃소싱 서비스를 제공한다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서, 서비스 제공자는 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 데이터 센터의 컴퓨팅 자원를 가상화 기술로 통합하여 사용자들에게 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스 사용자는 어플리케이션(Application), 스토리지(Storage), 운영체제(OS), 보안(Security) 등의 컴퓨팅 자원을 각 사용자 소유의 단말에 설치하여 사용하는 것이 아니라, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 서비스를 원하는 시점에 원하는 만큼 골라서 사용할 수 있다.
특정 서비스 사용자의 사용자 단말기는 인터넷 및 이동통신망을 포함하는 정보통신망을 통해 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)에 접속한다. 사용자 단말기들은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)로부터 클라우드 컴퓨팅 서비스 특히, 동영상 재생 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자 단말기는 데스트탑 PC(14300), 스마트TV(14400), 스마트폰(14500), 노트북(14600), PMP(Portable Multimedia Player)(14700), 태블릿 PC(14800) 등, 인터넷 접속이 가능한 모든 전자 기기가 될 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 클라우드 망에 분산되어 있는 다수의 컴퓨팅 자원(14200)을 통합하여 사용자 단말기에게 제공할 수 있다. 다수의 컴퓨팅 자원(14200)은 여러가지 데이터 서비스를 포함하며, 사용자 단말기로부터 업로드된 데이터를 포함할 수 있다. 이런 식으로 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 여러 곳에 분산되어 있는 동영상 데이터베이스를 가상화 기술로 통합하여 사용자 단말기가 요구하는 서비스를 제공한다.
사용자 DB(14100)에는 클라우드 컴퓨팅 서비스에 가입되어 있는 사용자 정보가 저장된다. 여기서, 사용자 정보는 로그인 정보와, 주소, 이름 등 개인 신용 정보를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 정보는 동영상의 인덱스(Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 인덱스는 재생을 완료한 동영상 목록과, 재생 중인 동영상 목록과, 재생 중인 동영상의 정지 시점 등을 포함할 수 있다.
사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 정보는, 사용자 디바이스들 간에 공유될 수 있다. 따라서 예를 들어 노트북(14600)으로부터 재생 요청되어 노트북(14600)에게 소정 동영상 서비스를 제공한 경우, 사용자 DB(14100)에 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리가 저장된다. 스마트폰(14500)으로부터 동일한 동영상 서비스의 재생 요청이 수신되는 경우, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)을 참조하여 소정 동영상 서비스를 찾아서 재생한다. 스마트폰(14500)이 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)를 통해 동영상 데이터스트림을 수신하는 경우, 동영상 데이터스트림을 복호화하여 비디오를 재생하는 동작은, 앞서 도 24을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)에 저장된 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로부터 사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 재생 요청을 수신한다. 동영상이 그 전에 재생 중이었던 것이면, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로의 선택에 따라 처음부터 재생하거나, 이전 정지 시점부터 재생하느냐에 따라 스트리밍 방법이 달라진다. 예를 들어, 사용자 단말기가 처음부터 재생하도록 요청한 경우에는 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 첫 프레임부터 스트리밍 전송한다. 반면, 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다.
이 때 사용자 단말기는, 도 1a 내지 20을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 20을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 20을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.
도 1a 내지 20을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법, 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 21 내지 도 27에서 전술되었다. 하지만, 도 1a 내지 20을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 다양한 실시예들은, 도 21 내지 도 27의 실시예들에 한정되지 않는다.
이제까지 개시된 다양한 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 개시된 실시예들의 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 명세서의 개시 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 명세서의 개시범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 비디오 부호화 장치에 있어서,
    입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 부호화부;
    상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 복호화부;
    현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 ALF 파라미터 예측부;
    에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 SAO 필터부;
    상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 ALF 필터부; 및
    상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 엔트로피 부호화부를 포함하고,
    상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 SAO 필터가 적용되지 않은 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복호화된 비디오 데이터에 블록 효과를 제거하는 디블로킹 필터를 적용하는 디블로킹 필터부를 더 포함하고,
    상기 SAO 필터부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 복호화된 비디오 데이터에 상기 SAO 필터를 적용하며,
    상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 디블로킹 필터가 적용되지 않은 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복호화된 비디오 데이터에 블록 효과를 제거하는 디블로킹 필터를 적용하는 디블로킹 필터부를 더 포함하고,
    상기 SAO 필터부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 복호화된 비디오 데이터에 상기 SAO 필터를 적용하며,
    상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터의 ALF 필터 파라미터를 예측하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복호화된 비디오 데이터에 블록 효과를 제거하는 디블로킹 필터를 적용하는 디블로킹 필터부; 및
    상기 디블로킹 필터가 적용되지 않은 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 복호화된 비디오 데이터에 SAO 필터를 적용하기 위한 SAO 필터 파라미터를 생성하는 SAO 파라미터 예측부를 더 포함하고,
    상기 SAO 필터부는 상기 SAO 필터 파라미터를 사용하여 복호화된 비디오 데이터에 상기 SAO 필터를 적용하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 ALF 파라미터 예측부는 상기 디블로킹 필터가 적용된 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터의 ALF 필터 파라미터를 예측하고,
    상기 엔트로피 부호화부는 예측된 SAO 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 SAO 필터부는 디블로킹 필터가 적용된 복원된 비디오에 상기 SAO 필터를 적용하고,
    상기 SAO 파라미터 예측부는 디블로킹 필터가 적용 되지 않은 복호화 비디오의 픽셀 값을 이용하여 상기 복호화 비디오에 디블로킹 필터를 적용한 결과를 예측하고, 상기 디블로킹 필터를 적용한 결과를 예측한 값을 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 SAO 파라미터 예측부는 상기 복호화된 비디오의 부호화에 이용된 예측 정보를 이용하여 SAO 필터 파라미터를 예측하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 SAO 파라미터 예측부는 상기 복호화된 비디오에서 현재 블록에 SAO 필터가 적용되기 이전에 SAO 필터가 적용된 이전 블록의 SAO 필터 파라미터를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 SAO 파라미터 예측부는 현재블록이 위치하는 상기 복원 비디오의 픽쳐와 동일한 픽쳐에 위치하는 공간적 주변 블록의 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측하는 것을 특징으로 하며,
    상기 공간적 주변 블록의 정보는 상기 공간적 주변 블록의 픽셀값, 예측 정보 및 SAO 필터 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 SAO 파라미터 예측부는 현재 블록이 위치하는 상기 복원된 비디오 픽쳐의 영상 순서 정보와 상이한 영상 순서 정보를 가지는 픽쳐에 위치하는 시간적 주변 블록의 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측하고,
    상기 시간적 주변 블록의 정보는 상기 시간적 주변 블록의 픽셀값, 예측 정보 및 SAO 필터 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 SAO 파라미터 예측부는 현재 블록이 위치하는 상기 복원 비디오의 픽쳐와 동일한 픽쳐에 위치하는 공간적 주변 블록의 정보 및 상기 현재블록이 위치하는 상기 복원 비디오의 픽쳐의 시간 정보와 상이한 시간 정보를 가지는 픽쳐에 위치하는 시간적 주변 블록의 정보 중 적어도 하나와 디블로킹 필터가 적용되지 않은 상기 현재 블록의 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 SAO 필터 파라미터를 예측하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔트로피 부호화부는 상기 ALF 필터링부가 상기 생성된 ALF 필터 파라미터를 사용하여 상기 SAO 필터가 적용된 현재 블록에 ALF 필터를 적용하기 전에 상기 예측된 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치.
  13. 비디오 부호화 장치가 수행하는 비디오 부호화 방법에 있어서,
    입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 단계;
    상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 단계;
    현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 단계;
    에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 단계;
    상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 단계; 및
    상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계는 상기 SAO 필터가 적용되지 않은 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  14. 제 13 항의 비디오 부호화 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  15. 하드웨어와 결합되어,
    입력 비디오를 부호화하여 부호화된 비디오 데이터를 생성하는 단계;
    상기 부호화된 비디오 데이터로부터 픽셀의 값을 보정하는 필터를 적용할 비디오 데이터를 복호화하는 단계;
    현재 픽셀의 주변에 위치한 주변 픽셀의 값과 상기 주변 픽셀에 대한 필터 계수를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 ALF(Adaptive Loop Filter) 필터를 적용하기 위한 ALF 필터 파라미터를 상기 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 생성하는 단계;
    에지 오프셋 및 밴드 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 현재 픽셀의 값을 보정하는 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터를 복호화된 비디오 데이터에 적용하는 단계;
    상기 ALF 필터 파라미터를 이용하여 상기 SAO 필터가 적용된 비디오 데이터에 상기 ALF 필터를 적용하는 단계; 및
    상기 ALF 필터 파라미터의 엔트로피 부호화를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계는 상기 SAO 필터가 적용되지 않은 복호화된 비디오의 정보를 이용하여 상기 ALF 필터 파라미터를 생성하는 단계를 포함하는 각 단계를 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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