WO2016072745A1 - Video encoding method and apparatus therefor that perform regularisation, and video decoding method and apparatus therefor - Google Patents

Video encoding method and apparatus therefor that perform regularisation, and video decoding method and apparatus therefor Download PDF

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WO2016072745A1
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normalized
unit
prediction
normalization
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PCT/KR2015/011797
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미카엘 미슈로브스키
알쉰알렉산더
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • a video encoding method and apparatus therefor, and a video decoding method and apparatus for performing normalization to improve an image quality of an image are described.
  • 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 predetermined size.
  • Image data in the spatial domain is transformed into coefficients in the frequency domain using frequency transformation.
  • the video codec divides an image into blocks having a predetermined size for fast operation of frequency conversion, performs DCT conversion for each block, and encodes frequency coefficients in units of blocks. Compared to the image data of the spatial domain, the coefficients of the frequency domain are easily compressed. In particular, since the image pixel value of the spatial domain is expressed as a prediction error through inter prediction or intra prediction of the video codec, when frequency conversion is performed on the prediction error, much data may be converted to zero.
  • the video codec reduces data volume by substituting data repeatedly generated continuously with small size data.
  • the video encoding apparatus When the video encoding apparatus performs an operation such as quantization in the process of encoding an image, loss of image information occurs, and thus, a difference occurs between the encoded image and the original image, resulting in deterioration in image quality.
  • the video encoding apparatus encodes an image in units of blocks, there is a problem in that a blocking phenomenon occurs near a boundary of a block, causing deterioration in image quality.
  • a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing a current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
  • normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  • the normalization may be a process of determining the result values at which the difference between the original values and the result values and the difference between the result values are minimized.
  • the normalized inverse quantization block is a block including result values generated by performing normalization on the inverse quantization block, and a normalization restoration block includes a normalization residual block generated as a result of performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block and the It may be a block generated by synthesizing the predictive block.
  • a difference between pixel values included in the normalized dequantization block and pixel values of the dequantization block is multiplied by a weight W, and a pixel value difference between pixels included in the normalized reconstruction block.
  • the pixel values in the normalized dequantization block are minimized, and the weight W is the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block than T (T is a predetermined value). If the value is smaller than a predetermined threshold, and the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block is greater than or equal to the T, the value is greater than or equal to the predetermined threshold.
  • the normalization prediction block minimizes the difference between the pixel values included in the prediction block and the pixel values of the normalization prediction block and the pixel value difference between the pixels included in the normalization prediction block.
  • the pixel values of may be determined.
  • the normalization prediction block may be a block including result values generated by performing normalization on the prediction block.
  • the prediction block is generated using pixel values of the first prediction block predicted from the first reference picture and pixel values of the second prediction block predicted from the second reference picture,
  • the first prediction block and the second prediction block may be normalized.
  • the normalization minimizes a difference between pixel values included in the reconstructed current block and pixel values of the normalized reconstruction block, and a pixel value difference between pixels included in the normalized reconstruction block. Pixel values included in the reconstruction block may be determined.
  • the normalized restoring block may be a block including result values generated by performing normalization on the restored current block.
  • a difference between pixel values included in the extended current block and pixel values of the normalized extended reconstruction block and pixels included in the normalized extended reconstruction block is determined. Pixel values of the normalized extended recovery block are minimized, and pixel values corresponding to positions of pixels included in the current block among the pixel values included in the normalized extended recovery block are determined.
  • an extended current block including a previously decoded neighboring block and the restored current block may be generated, and a normalized extended restoration block is generated by performing normalization on the extended current block. It may be a block containing the resulting results.
  • a difference between pixel values included in the filtered current block and pixel values of the normalized filtering block is multiplied by a weight W and between pixels included in the normalized filtering block. Pixel values of the normalized filtering block that minimize the pixel value difference are determined, and the weight W may be less than or equal to a predetermined value for pixels adjacent to the boundary of the filtered current block.
  • the normalized filtering block may be a block including result values generated by performing normalization on the filtered current block.
  • the normalization is a process of performing an iterative process to determine the difference between the original values and the result values and the difference between the result values. Number of iteration) may be determined according to a predetermined syntax.
  • the normalization is to perform a process of determining the result values in consideration of a trade-off parameter ⁇ relating to the difference between the original values and the result values and the difference between the result values. It may be determined according to a type of the at least one block to be normalized.
  • a video encoding method may include encoding coefficients included in a current block; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the encoded coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing the current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
  • normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  • a video decoding apparatus includes: an inverse quantization unit configured to obtain a coefficient from a bitstream and perform inverse quantization on a quantization block including the obtained coefficient to generate an inverse quantization block; An inverse transform unit generating a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block; A reconstruction unit for reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block; A filtering unit configured to perform filtering on the restored current block to generate a filtered current block; And a normalization unit performing normalization on at least one data unit.
  • the normalizer may perform normalization on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  • a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating a normalized dequantization block by performing normalized de-quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block; And reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block.
  • the generating of the normalized dequantization block may include: minimizing a difference between pixel values of the normalized quantization block and pixel values of the quantization block and a pixel value difference between pixels included in the normalized dequantization block. And generating the normalized dequantization block.
  • the normalized quantization block may be a block generated by quantizing the normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
  • a recording medium records a computer program for executing the video encoding and decoding methods, which can be read by a computer.
  • Normalization may be performed on the encoded data to improve image quality of a decoded image.
  • FIG. 1A is a block diagram of a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • FIG. 1B is a flowchart of a video encoding method, according to an embodiment.
  • 1C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • 1D is a flowchart of a video decoding method, according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a block diagram of a video encoding apparatus, according to another embodiment.
  • 2B is a flowchart of a video encoding method according to another embodiment.
  • 2C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to another embodiment.
  • 2D is a flowchart of a video decoding method according to another embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for describing an environment of a video decoding apparatus.
  • 4A is a diagram for describing a process of performing normalized-dequantization on an entropy decoded signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • 4B is a diagram for describing a process of performing normalization on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • FIG. 4C is a diagram for describing a process of performing normalized-inverse transformation on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • 4D is a diagram illustrating a weight function for accuracy used in performing normalization on an inverse quantized signal.
  • 5A is a diagram for describing a process of performing normalization on a predicted signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram for describing a process of performing normalization on a bi-prediction signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • 6A is a diagram for describing a process of performing normalization on a reconstructed signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • 6B is a diagram for describing a process of performing normalization by extending a reconstructed block to include a previously reconstructed adjacent region in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • 6C is a diagram for describing a process of performing normalization on a filtered reconstruction signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram of a video encoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a block diagram of a video decoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to various embodiments.
  • FIG 9 illustrates a concept of coding units, according to various embodiments.
  • FIG. 10 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to various embodiments.
  • FIG. 11 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to various embodiments.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating deeper coding units according to depths, and partitions, according to various embodiments.
  • FIG. 13 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to various embodiments.
  • FIG. 14 is a diagram of deeper encoding information according to depths, according to various embodiments.
  • 15 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to various embodiments.
  • 16, 17, and 18 illustrate a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to various embodiments.
  • FIG. 19 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to the encoding information information of Table 1.
  • 20 is a diagram illustrating a physical structure of a disk in which a program is stored, according to various embodiments.
  • 21 shows a disc drive for recording and reading a program by using the disc.
  • FIG. 22 illustrates the overall structure of a content supply system for providing a content distribution service.
  • 23 and 24 illustrate an external structure and an internal structure of a mobile phone to which a video encoding method and a video decoding method according to various embodiments are applied.
  • 25 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system.
  • 26 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to various embodiments.
  • a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing a current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
  • normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  • a video encoding method may include encoding coefficients included in a current block; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the encoded coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing the current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
  • normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  • a video decoding apparatus includes: an inverse quantization unit configured to obtain a coefficient from a bitstream and perform inverse quantization on a quantization block including the obtained coefficient to generate an inverse quantization block; An inverse transform unit generating a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block; A reconstruction unit for reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block; A filtering unit configured to perform filtering on the restored current block to generate a filtered current block; And a normalization unit performing normalization on at least one data unit.
  • the normalizer may perform normalization on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  • a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating a normalized dequantization block by performing normalized de-quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block; And reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block.
  • the generating of the normalized dequantization block may include: minimizing a difference between pixel values of the normalized quantization block and pixel values of the quantization block and a pixel value difference between pixels included in the normalized dequantization block. And generating the normalized dequantization block.
  • the normalized quantization block may be a block generated by quantizing the normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
  • a recording medium records a computer program for executing the video encoding and decoding methods, which can be read by a computer.
  • ... unit refers to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • one embodiment or “an embodiment” refers to a particular feature, structure, feature, etc. described with an embodiment included in at least one embodiment.
  • the appearances of the phrases “in one embodiment” or “in an embodiment” appearing in various places throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment.
  • the 'image' may be a still image of the video or a video, that is, the video itself.
  • a video encoding technique and a video decoding technique for performing normalization on an encoded signal are disclosed.
  • the video decoding apparatus may improve the image quality of the image by performing normalization on the image signal.
  • the normalization of the video signal is to introduce additional information for solving an ill-posed problem in which the information of the original image is not known and obtaining a result value close to the original image.
  • the additional information may be a constraint on the solution, and the constraint may be the smoothness of the solution.
  • An ill-posed problem refers to a problem that is the opposite of a well-posed problem, where the obvious problem is a solution, a solution is unique, and a solution Means a problem that depends on observation data continuously.
  • the video decoding apparatus may determine a lossy coding problem as an unclear problem, and in order to solve this problem, normalize the encoded signal to determine a result value of an improved image signal.
  • the video encoding apparatus 10 includes an encoder 11, an inverse quantizer 12, an inverse transformer 13, a reconstructor 14, a filter 15, and a normalizer 16. do.
  • the encoder 11 may generate a block including encoded coefficients by encoding an image.
  • the encoder 11 generates a residual block by using the prediction block of the current block generated by the predictor (not shown) and the current block in the original image, and performs transformation on the residual block.
  • a block and a quantization block may be generated by performing quantization on the transform block. That is, the encoded coefficients may be coefficients included in the quantization block.
  • the inverse quantization unit 12 may generate an inverse quantization block by performing inverse quantization on a quantization block including coded coefficients.
  • the inverse transform unit 13 generates a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block.
  • the reconstruction unit 14 reconstructs the current block by using the prediction block and the residual block generated by the prediction unit (not shown).
  • the filtering unit 15 may generate a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
  • the normalizer 16 may perform normalization on at least one data unit.
  • the normalizer 16 may normalize at least one of a dequantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block.
  • the normalization means a process of determining the result values based on the difference between the original values and the result values and the difference between the result values. The difference between the original values and the result values and the difference between the result values are minimized. This may mean a process of determining values.
  • the normalization may mean a process of determining the result values in which the difference between the result values is minimized under the condition that the difference between the original values and the result values is less than or equal to a certain value.
  • the normalization unit 16 may determine result values by performing normalization on original values by Equation 1 below.
  • X is an original value matrix
  • Y is a result matrix
  • F (X, Y) is a function related to constraints of normalization and may be a fidelity function indicating how close X and Y are.
  • J (X, Y) is a function that imposes a restriction on the result matrix Y as a regularization function.
  • the restriction may be the smoothness of the result matrix Y.
  • the flatness may be expressed as a function of the difference between the elements in the result matrix Y.
  • means a trade-off parameter that balances between fidelity and normalization.
  • the argminY ⁇ K ⁇ function outputs the result matrix Y whose K value is minimum.
  • the accuracy function F (X, Y) can be represented by the following equation (2).
  • X is the input matrix
  • Y is the result matrix
  • Xi is the i th element in the X matrix.
  • the accuracy function F (X, Y) is not limited thereto, and may be represented by various functions representing a difference between an input value and a result value.
  • the normalization function J (X, Y) may be expressed by Equation 3 below.
  • TV (Y) denotes isotropic total variation of the result matrix Y
  • Y (i, j) denotes an element located in the j-th column of the i-th row of the result matrix Y.
  • N is the number of rows of the result matrix Y
  • M is the number of columns of the result matrix Y.
  • the normalization function J (X, Y) can be expressed by the following equation (4).
  • TV (Y) denotes an anisotropic total variation of the result matrix Y
  • Y (i, j) denotes an element located in the j th row of the i th row of the result matrix Y.
  • N is the number of rows of the result matrix Y
  • M is the number of columns of the result matrix Y.
  • the normalization function J (X, Y) is not limited thereto and may be represented by various functions indicating flatness (for example, difference between result values) with respect to the result values.
  • the normalization unit 16 When the normalization unit 16 performs normalization on the inverse quantization block, the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the inverse quantization block, and the pixel value difference between the pixels included in the normalized reconstruction blocks. Pixel values of the normalized inverse quantization block can be determined.
  • the normalized inverse quantization block is a block including result values generated by performing normalization on the inverse quantization block
  • the normalization reconstruction block is a normalization residual block and a prediction block generated as a result of performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block. Means a block generated by synthesizing
  • the normalization unit 16 multiplies the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the inverse quantization block by a weight W and the pixels included in the normalized reconstruction block.
  • the pixel values of the normalization block may be determined to minimize the pixel value difference between them.
  • the weight W is a value smaller than a predetermined threshold when the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block is smaller than the predetermined value T, and the pixel value included in the normalized dequantization block.
  • the difference between the pixel values of the inverse quantization block may be greater than or equal to T, and greater than or equal to a predetermined threshold.
  • the normalization unit 16 When the normalization unit 16 normalizes the prediction block, the normalization unit 16 normalizes the difference between the pixel values included in the prediction block and the pixel values of the normalized prediction block and the pixel value difference between the pixels included in the normalized prediction block. Pixel values of the prediction block may be determined.
  • the normalization prediction block refers to a block including result values generated by performing normalization on the prediction block.
  • the prediction block may be a block generated by bi-prediction. That is, the prediction block may be generated using pixel values of the first prediction block predicted from the first reference image using pixel values of the second prediction block predicted from the second reference image.
  • the normalizer 16 may perform normalization on the first prediction block and the second prediction block.
  • the normalizer 16 minimizes a difference between pixel values included in the reconstructed current block and pixel values of the normalized reconstructed block, and a pixel value difference between pixels included in the normalized reconstructed block. Pixel values of the normalized reconstruction block may be determined.
  • the normalized recovery block refers to a block including result values generated by performing normalization on the restored current block.
  • the normalizer 16 may generate an extended current block by extending the current block to include a partial region of a previously decoded neighboring block.
  • the normalization unit 16 performs normalization on the restored current block, the pixels included in the extended current block and the pixel values included in the normalized extended recovery block are different from each other.
  • the pixel values of the normalized extended recovery block may be determined to minimize the pixel value difference between them.
  • the normalized extended recovery block may mean a block including result values generated by performing normalization on the extended current block.
  • the normalization unit 16 may determine pixel values corresponding to positions of pixels included in the current block among pixel values included in the normalized extended reconstruction block, as pixel values included in the normalized reconstruction block.
  • the normalization unit 16 When the normalization unit 16 performs normalization on the filtered current block, the pixel between the pixels included in the filtered current block and the pixel values of the normalized filtering block and the pixels included in the normalized filtering block is normalized. Pixel values included in the normalized filtering block minimizing the difference in values may be determined.
  • the normalized filtering block refers to a block including result values generated by performing normalization on the filtered current block.
  • a value obtained by multiplying the difference between pixel values included in the filtered current block and pixel values of the normalized extended reconstruction block by the weight W and normalized Pixel values of the normalized filtering block may be determined to minimize the pixel value difference between the pixels included in the filtering block.
  • the weight W may be less than or equal to a predetermined value for pixels adjacent to the boundary of the filtered current block.
  • the weight W may be greater than a predetermined value for pixels that are at the boundary of the filtered current block among the pixels of the filtered current block.
  • the weight W may be greater than a predetermined value for pixels located near the center of the filtered current block.
  • Normalization is the process of performing an iterative process to determine the difference between the original values and the result values and the result values that minimize the difference between the result values.
  • the iterative process may perform the process by a predetermined number of repetitions to determine the result values.
  • the video encoding apparatus 10 may determine the number of repetitions, generate information about the determined number of repetitions, and include the information in the bitstream.
  • the number of repetitions may be determined according to various syntaxes to be included in the bitstream.
  • various syntaxes include a quantization parameter (QP), a size of a coding unit (CU_Size), a size of a maximum transformation unit (Max_TU_Size), a size of a minimum transformation unit (Min_TU_Size), a prediction mode (PredMode), and a color channel.
  • QP quantization parameter
  • CU_Size size of a coding unit
  • Max_TU_Size size of a maximum transformation unit
  • Min_TU_Size a size of a minimum transformation unit
  • PredMode a prediction mode
  • color channel a color channel.
  • Normalization is a process of determining the result values by considering a trade-off parameter ⁇ relating to the difference between the original values and the result values and the difference between the result values, and the trade-off parameter ⁇ is It may be determined according to the type.
  • the trade-off parameter ⁇ may be determined differently depending on whether the normalized block is a block of a transform unit, a prediction unit, and a coding unit size.
  • the video encoding apparatus 10 collectively includes an encoder 11, an inverse quantizer 12, an inverse transformer 13, a reconstructor 14, a filter 15, and a normalizer 16. It may include a central processor (not shown) to control. Alternatively, the encoder 11, the inverse quantizer 12, the inverse transformer 13, the decompressor 14, the filter 15 and the normalizer 16 operate by their own processors (not shown). As the processors (not shown) operate organically with each other, the video encoding apparatus 10 may operate as a whole. Alternatively, under the control of an external processor (not shown) of the video encoding apparatus 10, the encoder 11, the inverse quantizer 12, the inverse transform unit 13, the reconstruction unit 14, The filtering unit 15 and the normalization unit 16 may be controlled.
  • the video encoding apparatus 10 may include the encoding unit 11, the inverse quantization unit 12, the inverse transform unit 13, the reconstruction unit 14, the filtering unit 15, and the normalization unit 16. It may include one or more data storage unit (not shown) that stores the input and output data.
  • the video encoding apparatus 10 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the video encoding apparatus 10 may perform a video encoding operation including transformation by operating in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output a video encoding result. .
  • the internal video encoding processor of the video encoding apparatus 10 may implement a video encoding operation as a separate processor.
  • the video encoding apparatus 10, the central computing unit, or the graphics processing unit may include a video encoding processing module to implement a basic video encoding operation.
  • FIG. 1B is a flowchart of a video encoding method, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 10 encodes a coefficient included in the current block.
  • the video encoding apparatus 10 generates an inverse quantization block by performing inverse quantization on a quantization block including encoded coefficients.
  • the video encoding apparatus 10 may generate a residual block by inversely transforming the inverse quantization block.
  • the video encoding apparatus 10 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block.
  • the video encoding apparatus 10 may generate a filtered current block by performing filtering on the reconstructed current block.
  • the video encoding apparatus 10 may perform normalization on at least one block among an inverse quantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block.
  • 1C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video decoding apparatus 20 includes an inverse quantizer 21, an inverse transformer 22, a reconstructor 23, a filter 24, and a normalizer 25. do.
  • the inverse quantization unit 21 may perform inverse quantization on a quantization block including coefficients obtained from a bitstream.
  • the inverse transform unit 22 may generate a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block.
  • the reconstruction unit 23 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block generated by the prediction unit (not shown).
  • the reconstruction unit 23 may reconstruct the current block by determining the sample values of the current block by adding the sample value of the residual block and the sample value of the prediction block.
  • the filtering unit 24 may generate a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
  • the normalization unit 25 performs normalization on at least one data unit.
  • the normalizer 25 may perform normalization on at least one block of an inverse quantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block.
  • normalization is a process of determining the result values in which the difference between the original values and the result values and the difference between the result values are minimized.
  • the present invention is not limited thereto, and normalization may be a process of determining the result values in which the difference between the original values and the related values and the difference between the related values and the resultant values are minimized.
  • the normalization unit 25 When the normalization unit 25 performs normalization on the dequantization block, the normalization unit 25 minimizes the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block, and the pixel value difference between the pixels included in the normalization reconstruction block.
  • the pixel values of the normalized dequantization block may be determined.
  • the normalized inverse quantization block may mean a block including result values generated by performing normalization on the inverse quantization block
  • the normalization restoration block may include a normalization residual block generated as a result of performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block. It may mean a block generated by synthesizing the prediction block.
  • the normalization unit 25 When the normalization unit 25 performs normalization on the inverse quantization block, the difference between the pixel values included in the normalized inverse quantization block and the pixel values of the inverse quantization block is multiplied by the weight W, and the pixels included in the normalization reconstruction block.
  • the pixel values in the normalized dequantization block can be determined to minimize the pixel value difference between them.
  • the weight W is smaller than a predetermined threshold when the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantized block is less than T, and is inverse to the pixel values included in the normalized dequantization block. If the difference between pixel values of the quantization block is greater than or equal to T, it may be greater than or equal to a predetermined threshold.
  • the normalization unit 25 When the normalization unit 25 performs normalization on the prediction block, the normalization unit 25 minimizes the difference between the pixel values included in the prediction block and the pixel values of the normalization prediction block and the pixel value difference between the pixels included in the normalization prediction blocks. Pixel values of the normalized prediction block may be determined.
  • the normalization prediction block may be a block including result values generated by performing normalization on the prediction block.
  • the prediction block may be generated using pixel values of the first prediction block predicted from the first reference picture and pixel values of the second prediction block predicted from the second reference picture.
  • the normalization unit 25 may perform normalization on the first prediction block and the second prediction block.
  • the normalization unit 25 When the normalization unit 25 performs normalization on the restored current block, the difference between the pixel values included in the restored current block and the pixel values of the normalized decompression block, and the pixel value difference between the pixels included in the normalized decompression block.
  • the pixel values of the normalized reconstruction block may be determined to minimize the value.
  • the normalization unit 25 may generate an extended current block by extending the current block to include a partial region of a previously decoded neighboring block.
  • the normalization unit 16 performs normalization on the restored current block, the pixels included in the extended current block and the pixel values included in the normalized extended recovery block are different from each other.
  • the pixel values of the normalized extension block can be determined to minimize the pixel value difference between them.
  • the normalized extended recovery block may mean a block including result values generated by performing normalization on the extended current block.
  • the normalization unit 25 may determine pixel values corresponding to positions of pixels included in the current block among pixel values included in the normalized extended reconstruction block, as pixel values included in the normalized reconstruction block.
  • the normalization unit 25 When the normalization unit 25 performs normalization on the filtered current block, the pixel between the pixel values included in the filtered current block and the pixel values of the normalized filtering block and the pixels included in the normalized filtering block is normalized. Pixel values included in the normalized filtering block minimizing the difference in values may be determined.
  • the normalized filtering block refers to a block including result values generated by performing normalization on the filtered current block.
  • a value obtained by multiplying the difference between pixel values included in the filtered current block and pixel values of the normalized extended reconstruction block by the weight W and normalized Pixel values of the normalized filtering block may be determined to minimize the pixel value difference between the pixels included in the filtering block.
  • the weight W may be less than or equal to a predetermined value for pixels adjacent to the boundary of the filtered current block.
  • the weight W may be greater than a predetermined value for pixels that are at the boundary of the filtered current block among the pixels of the filtered current block.
  • the weight W may be greater than a predetermined value for pixels located near the center of the filtered current block.
  • Normalization may be a process of performing an iterative process to determine the difference between the original values and the result values and the difference between the result values.
  • the iterative process may perform the process by a predetermined number of repetitions to determine the result values.
  • the video decoding apparatus 20 may determine the number of repetitions by parsing information about the number of repetitions included in the bitstream or various syntaxes.
  • Normalization is a process of determining the result values by considering a trade-off parameter ⁇ relating to the difference between the original values and the result values and the difference between the result values, and the trade-off parameter ⁇ is It may be determined according to the type.
  • the video decoding apparatus 20 may include a central processor that collectively controls the inverse quantization unit 21, the inverse transform unit 22, the reconstruction unit 23, the filtering unit 24, and the normalization unit 25. (Not shown).
  • the inverse quantization unit 21, the inverse transform unit 22, the decompression unit 23, the filtering unit 24, and the normalization unit 25 are operated by their own processors (not shown), and the processor (not shown).
  • the video decoding apparatus 20 may be operated as a whole as the? Alternatively, according to the control of an external processor (not shown) of the video decoding apparatus 20, the inverse quantizer 21, the inverse transformer 22, the reconstructor 23, the filter 24, and The normalization unit 25 may be controlled.
  • the video decoding apparatus 20 includes one in which input and output data of an inverse quantizer 21, an inverse transformer 22, a decompressor 23, a filter 24, and a normalizer 25 are stored.
  • the data storage unit (not shown) may be included.
  • the video decoding apparatus 20 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the video decoding apparatus 20 may perform a video decoding operation by operating in conjunction with an internal video decoding processor or an external video decoding processor to reconstruct the video through video decoding.
  • the internal video decoding processor of the video decoding apparatus 20 may implement a basic video decoding operation as a separate processor.
  • the video decoding apparatus 20, the central processing unit, or the graphics processing unit may include a video decoding processing module to implement a basic video decoding operation.
  • 1D is a block diagram of a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video decoding apparatus 20 may obtain a coefficient from the bitstream.
  • the video decoding apparatus 20 may generate inverse quantization blocks by performing inverse quantization on a quantization block including the obtained coefficients.
  • the video decoding apparatus 20 generates a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block.
  • the video decoding apparatus 20 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block.
  • the video decoding apparatus 20 may generate a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
  • the video decoding apparatus 20 may perform normalization on at least one of a dequantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block.
  • FIG. 2A is a block diagram of a video encoding apparatus, according to another embodiment.
  • a video decoding apparatus 30 includes an encoder 31, a normalized inverse quantizer 32, an inverse transformer 33, and a reconstructor 34.
  • the encoder 31 encodes an image to generate a block including the encoded coefficients.
  • the encoder 11 generates a residual block by using the prediction block generated by the predictor (not shown) and the current block included in the original image.
  • the encoder 11 may determine the sample value included in the residual block by subtracting the sample value of the prediction block from the sample value of the current block included in the original image.
  • the encoder 11 generates a transform block by performing transform on the residual block.
  • the encoder 11 may generate a quantization block by performing quantization on the generated transform block.
  • the coded coefficients may be coefficients included in the quantization block.
  • the normalized dequantization unit 32 generates a normalized dequantization block by performing normalized dequantization on a quantization block including coded coefficients.
  • the normalized dequantization unit 32 selects a normalized dequantization block that minimizes the difference between the pixel values of the normalized quantization block and the pixel values of the quantization block and the pixel value change between the pixels included in the normalized dequantization block. Can be generated.
  • the normalized quantization block may mean a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
  • the inverse transform unit 33 may generate a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block.
  • the reconstruction unit 34 may reconstruct the current block by using the prediction block and the residual block predicted from the prediction unit (not shown).
  • the reconstructor 34 may reconstruct the sample value of the current block by adding the sample value of the prediction block and the sample value of the residual block.
  • 2B is a flowchart of a video encoding method according to another embodiment.
  • the video encoding apparatus 30 may encode coefficients included in the current block.
  • the video encoding apparatus 30 may generate a normalized dequantization block by performing normalized dequantization on a quantization block including the encoded coefficients.
  • the video encoding apparatus 30 may generate a normalized inverse quantization block that minimizes the difference between the pixel values of the normalized quantization block and the pixel values of the quantization block and the pixel value change between the pixels included in the normalized inverse quantization block.
  • the normalized quantization block refers to a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
  • the video encoding apparatus 30 may generate a residual block by performing inverse transform on the normalized inverse quantization block.
  • the video encoding apparatus 30 may reconstruct the current block using the prediction block and the residual block.
  • 2C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to another embodiment.
  • the video decoding apparatus 40 includes a normalized inverse quantizer 41, an inverse transformer 42, and a reconstructor 43.
  • the bitstream obtainer (not shown) may obtain coefficients from the bitstream.
  • the normalized dequantization unit 41 may generate a normalized dequantization block by performing normalized dequantization on a quantization block including coefficients obtained by a bitstream obtainer (not shown).
  • the normalized inverse quantization unit 41 generates a normalized inverse quantization block that minimizes the difference between the pixel values of the normalized quantization block and the pixel values of the quantization block and the pixel value difference between the pixels included in the normalized inverse quantization block.
  • the normalized quantization block may mean a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
  • the inverse transform unit 42 may generate a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block.
  • the reconstruction unit 43 reconstructs the current block by using the prediction block generated by the prediction unit (not shown) and the residual block generated by the inverse transformer 42.
  • the reconstructor 43 may reconstruct the sample value of the current block by adding the sample value of the prediction block and the sample value of the residual block.
  • 2D is a flowchart of a video decoding method according to another embodiment.
  • the video decoding apparatus 40 may obtain a coefficient from the bitstream.
  • the video decoding apparatus 40 performs a normalized inverse quantization block that minimizes a difference between pixel values of the normalized quantization block and pixel values of the quantization block and pixels included in the normalized inverse quantization block.
  • the normalized quantization block may mean a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
  • the video decoding apparatus 40 may generate a residual block by performing inverse transform on the normalized inverse quantization block.
  • the video decoding apparatus 40 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block.
  • FIG. 3 is a diagram for describing an environment of a video decoding apparatus.
  • the video decoding apparatus 3000 may include an entropy decoder 3010, an inverse quantizer 3020, an inverse transformer 3030, an inter predictor 3040, an intra predictor 3050, and a filter ( 3060 and a reconstructed picture buffer 3070.
  • the entropy decoder 3010 may entropy decode coefficients received from the bitstream to obtain entropy decoded coefficients.
  • the inverse quantization unit 3020 may generate inverse quantized coefficients by inversely quantizing the entropy decoded coefficients.
  • the inverse quantization unit 3020 is a difference from the original due to the quantization of the coefficients in the process of inverse quantization of the entropy decoded coefficients.
  • the video decoding apparatus 3000 may include a normalizer 3080.
  • the normalization unit 3080 may improve the quality of the dequantized signal by reducing a difference from the original compared to when no normalization is performed.
  • the inverse transform unit 3030 may generate a residual block by inversely transforming an inverse quantization block including an inverse quantized coefficient.
  • the inter prediction unit 3040 may generate a prediction block of the current block by using samples of the reference picture previously reconstructed and stored in the reconstructed picture buffer 3070.
  • the intra predictor 3050 may generate a prediction block of the current block by using samples in the current picture that have been previously reconstructed.
  • the video decoding apparatus 3000 may include a normalizer 3085.
  • the normalization unit 3085 performs normalization on the signal predicted from the inter prediction unit 3040 or the intra prediction unit 3050, thereby reducing the difference from the original compared to when the normalization is not performed, thereby improving the quality of the prediction signal. Can be improved.
  • the current block may be reconstructed using the residual block obtained by the inverse transform unit 3030 and the prediction block obtained from the inter predictor 3040 or the intra predictor 3050. That is, the sample value of the current block may be reconstructed by adding the sample value of the residual block obtained by the inverse transformer 3030 and the sample value of the prediction block obtained from the inter predictor 3040 or the intra predictor 3050. .
  • the video decoding apparatus 3000 may include a normalizer 3090.
  • the normalization unit 3090 performs normalization on the restored current block.
  • the result value generated by performing the normalization can improve the quality of the reconstruction signal by reducing the difference from the original compared to when the normalization is not performed.
  • the filtering unit 3060 may generate a filtered block by performing filtering on the restored current block.
  • the filtering unit 3060 may generate a filtered block by performing deblocking filtering or sample adaptive offset filtering on the restored current block.
  • the video decoding apparatus 3000 includes a normalizer 3095.
  • the normalization unit 3095 may improve the quality of the filtered signal by reducing the difference from the original compared to when the normalization is not performed. That is, when the video decoding apparatus 3000 decodes on a block basis, a blocking distortion phenomenon occurs. When normalization is performed to reduce this phenomenon, the video decoding apparatus 3000 adaptively adapts the distance of pixels that are separated from the boundary of the block. Blocking distortion can be reduced by performing normalization.
  • 4A is a diagram for describing a process of performing normalized-dequantization on an entropy decoded signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video decoding apparatus 4000 includes an entropy decoder 4010 and a normalized inverse quantizer 4020.
  • the video decoding apparatus 4000 obtains coefficients from the bitstream.
  • the entropy decoder 4010 may obtain entropy decoded coefficients by entropy decoding coefficients obtained from the bitstream.
  • the entropy decoded coefficient may be a quantized coefficient.
  • a general video decoding apparatus includes an inverse quantization unit 4015, and the inverse quantization unit 4015 may generate inverse quantized coefficients by performing inverse quantization on a quantization block including quantization coefficients.
  • the quality of the dequantized signal may be improved by improving the inverse quantization process. That is, by performing normalized dequantization on the quantized signal, the dequantization process may be improved to improve the quality of the dequantized signal.
  • the normalized dequantization unit 4020 may normalize the quantized signal by Equation 5 below.
  • X is a quantization matrix and generally refers to an original value matrix including a quantization signal generated as a result of performing entropy decoding.
  • Y means a result matrix generated by performing normalization.
  • is a constraint of fidelity for each element and may be a predetermined value for each element. That is, ⁇ means an upper limit on the difference between the quantized value and the original value of the result value.
  • J (Y) means the normalization function for Y.
  • J (Y) may be total varization with Y as a variable.
  • argminY ⁇ J (Y) ⁇ is a function for obtaining a result matrix Y whose value of J (Y) is minimized.
  • 4B is a diagram for describing a process of performing normalization on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 4100 includes a transformer 4110, a quantizer 4120, an entropy encoder 4130, an inverse quantizer 4140, a normalizer 4150, an inverse transformer 4160, and a predictor. 4170 and the restoration unit 4180.
  • the transformer 4110 generates a transform block by performing a transform on the residual block including the residual component.
  • the residual component refers to a component representing the difference between the original block and the prediction block.
  • the quantization unit 4120 generates a quantization block by quantizing the transform block.
  • the entropy encoder 4130 entropy codes the quantization block to generate entropy coded coefficients, and generates a bitstream including the entropy coded coefficients.
  • the inverse quantization unit 4140 may generate inverse quantization blocks by inverse quantization of the quantized quantization block. For example, the inverse quantization unit 4140 may generate the sample value of the inverse quantization block by multiplying the sample values of the quantized quantization block by the quantization parameter.
  • the normalizer 4150 may generate a result value by performing normalization on the inverse quantization block.
  • the normalized and generated result value may be an input signal of the inverse transform unit 4160.
  • the normalizer 4150 may perform normalization using the output signal generated by performing inverse transformation on the result value by the inverse transformer 4160 and the output signal of the predictor 4170.
  • the normalization unit 4150 may perform normalization on the inverse quantization block using Equation 6 as follows.
  • Xdeq may mean an inverse quantized transform coefficient
  • Y may mean a normalized result matrix
  • ⁇ 1 is a function that defines how close Xdeq should be to Y. It is a weight function for the accuracy function.
  • J (K) may mean a normalization function for K
  • P may mean a predicted signal predicted in the time domain.
  • May mean a multiplication symbol for each element in the matrix.
  • IDCT (Y) may mean a matrix in which an inverse transform (eg, IDCT) is performed on the result value Y.
  • may refer to a trade off parameter that balances accuracy and normalization.
  • the flatness of the matrixes (that is, the reconstructed signal matrices) obtained by synthesizing the difference between the result matrix Y and the original matrix Xdeq and the inverse transform of the result matrix Y and the predicted signal matrix
  • the result matrix Y may be determined in consideration of the smoothness.
  • argminY ⁇ K ⁇ is a function for obtaining a result matrix Y whose value of K is minimized.
  • the normalization function J (K) may be defined as J 1 (K) by the following equation (7).
  • J1 (K) may mean a total variation of the matrix K matrix.
  • J1 (K) may be an isotropic total variation of the K matrix.
  • the normalization function J (K) may be defined as J2 (K) by Equation 8 as follows.
  • J2 (K) may mean a total variation of the image signal K matrix.
  • J2 (K) may be an anisotropic total variation of the image signal K matrix.
  • the smaller the value of J2 (K) the smaller the difference between the signals included in the image signal K matrix, so that the flatness of the image may be increased.
  • the normalizer 4150 may obtain an improved signal by performing normalization on the result value on the transform domain (eg, the DCT domain).
  • the inverse transform unit 4160 may generate a residual block by performing an inverse transform on a block including a normalized result value.
  • the prediction unit 4170 may generate a prediction block of the current block by performing inter or intra prediction on the current block.
  • the reconstruction unit 4180 may reconstruct the current block by using the prediction block and the residual block.
  • FIG. 4C is a diagram for describing a process of performing normalized-inverse transformation on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 4200 may include a transformer 4210, a quantizer 4220, an entropy encoder 4230, an inverse quantizer 4240, a normalized inverse transformer 4250, and a predictor ( 4260 and the restoration unit 4270.
  • the transform unit 4210, the quantizer 4220, the entropy encoder 4230, the inverse quantizer 4240, and the predictor 4260 of the video encoding apparatus 4200 are transform units 4110 of the video encoding apparatus 4100. ), The same operations as the quantization unit 4120, the entropy encoding unit 4130, the inverse quantization unit 4140, and the prediction unit 4170 are omitted.
  • the normalized inverse transform unit 4250 may perform normalized inverse transform on the inverse quantization block by using Equation 9 as follows.
  • Xdeq denotes a matrix including inverse quantized transform coefficients
  • Z denotes a matrix including a result of performing normalized inverse transform.
  • ⁇ 1 is a function that defines how close Xdeq should be to y, and means a weight function for the accuracy function.
  • J (K) may mean a normalization function
  • P may mean a prediction signal predicted in the time domain.
  • May mean a multiplication symbol for each element in the matrix. [lambda] can mean a trade-off parameter that adjusts the balance between accuracy and normalization.
  • argminY ⁇ K ⁇ is a function for obtaining a result matrix Y whose value of K is minimized.
  • the normalized inverse transform unit 4250 may obtain an improved result value in the time domain through the normalized inverse transform.
  • 4D is a graph illustrating a weight function for accuracy used in the process of performing normalization on an inverse quantized signal.
  • FIG. 4D shows a graph showing the ⁇ function, which is a form of the F1 function defined in Equations 8 and 9.
  • ⁇ (x) may be a matrix defining weights for each element of the matrix X. For example, if the quantization error has a specific value (eg, T) as an upper limit, referring to FIG. 4D, ⁇ (x) indicates that element x in matrix X is a specific value (eg, If smaller than T), ⁇ (x) may be less than or equal to Th. ⁇ (x) may be greater than or equal to Th when element x in matrix X is greater than or equal to a particular value (eg, T).
  • T specific value
  • ⁇ (x) may be a function of various forms.
  • the weight may be adaptively weighted using ⁇ (x) to maintain components for a specific frequency.
  • An iterative process may be performed to determine the result by normalization. That is, the result value that minimizes the value of the equation among the result values determined in the iterative process is determined.
  • the iterative process should theoretically carry out an infinite iterative process unless there are special conditions. Therefore, conditions for stopping repetitive processes such as the above-mentioned normalization, normalized inverse quantization and normalized inverse transformation need to be defined in advance.
  • the video decoding apparatus 20 or 40 may repeat the number of repetitive processes by a predetermined number of times. In other words, the number of repetitive processes may be constant.
  • the video decoding apparatus 20 or 40 obtains information on the number of repetitive processes from the bitstream, and the number of repetitive processes is determined from information on the number of repetitive processes obtained from the bitstream. Can be.
  • the video decoding apparatus 20 or 40 may determine that the repetitive process is stopped when the difference between normalization function values obtained while performing an iterative process for normalization is less than or equal to a predetermined threshold value T1. . That is, as the iterative process for normalization is performed, the normalization function values converge. Therefore, if the difference between the normalization function values is less than or equal to the predetermined threshold value T1, the video decoding apparatus determines that the normalization function value converges to the minimum value and stops the iterative process, and the normalization function value of one of the normalization function values is determined. Can be determined by the result.
  • the video decoding apparatus 20 or 40 may repeat the process of normalization when a difference between the result value of the normalization and the original value is greater than or equal to a predetermined threshold value T2 during the iterative process. You can stop. That is, the video decoding apparatuses 20 and 40 may determine the result value within a range in which the difference between the original value and the result value is not large.
  • the video decoding apparatuses 20 and 40 may determine the threshold T1 or the threshold T2 as a predetermined value.
  • the video decoding apparatuses 20 and 40 are not limited thereto and may determine the threshold T1 or T2 by various methods.
  • the threshold T1 or T2 may be determined based on various syntax elements and semantic elements.
  • the video decoding apparatuses 20 and 40 may include a quantization parameter (QP), a size of a coding unit (CU_Size), a size of a maximum transformation unit (Max_TU_Size), a size of a minimum transformation unit (Min_TU_Size), a prediction mode (PredMode), and color. It may be determined by a function relating to a syntax element or a semantic element of at least one of a channel (Color Channel) and a flag indicating a coded block.
  • 5A is a diagram for describing a process of performing normalization on a predicted signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 5000 includes a predictor 5010, a normalizer 5020, a residual generator 5030, a transformer 5040, and a quantizer 5040.
  • the prediction unit 5010 may perform inter prediction using samples in a previously reconstructed picture, or may generate a prediction block by performing intra prediction using samples in a previously reconstructed current picture.
  • the normalizer 5020 may generate a normalized prediction block by performing normalization on the prediction block. For example, the normalizer 5020 may determine the normalized prediction block by Equation 10 as follows.
  • x means prediction signal
  • y means normalized result value
  • TV (y) means total variation for y
  • means trade-off parameter for adjusting the balance between accuracy and normalization.
  • miny ⁇ k ⁇ means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
  • the residual generator 5030 may generate a residual block indicating a difference between the original block including the original pixels and the normalized prediction block.
  • the transformer 5040 may perform a transform on the residual block to generate a transform block including the transform coefficients.
  • the quantization unit 5050 may generate a quantization block by performing quantization on a transform block including the transform coefficients.
  • the video encoding apparatus 5000 may improve the quality of the prediction signal by performing normalization on the prediction signal. Therefore, as the quality of the prediction component is improved, the size of the residual component is reduced, and thus, the amount of information to be encoded can be reduced, thereby improving coding efficiency.
  • FIG. 5B is a diagram for describing a process of performing normalization on a bi-prediction signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 5100 may perform inter prediction on the current block.
  • the video encoding apparatus 5100 may perform bi-prediction to predict the current block by using two reference pictures.
  • the first inter prediction unit 5110 may generate a first prediction block for the current block by using the first reference picture.
  • the second inter prediction unit 5120 may generate a second prediction block for the current block by using the second reference picture.
  • the first inter prediction unit 5110 and the second inter prediction unit 5120 may generate the first prediction block and the second prediction block by using the bit depth increased from the bit depth of the input signal.
  • the normalizer may include a first normalizer 5130 and a second normalizer 5140.
  • the first normalizer 5130 may perform normalization on the first prediction block generated by the first inter predictor 5110.
  • the second normalizer 5140 may perform normalization on the second prediction block generated by the second inter predictor 5120.
  • the first normalization unit 5130 and the second normalization unit 5140 may perform normalization on the first prediction block and the second prediction block, respectively, by Equation (11). In this case, since normalization is performed on the first prediction block and the second prediction block having the increased bit depth, normalization is precisely performed with high accuracy for each prediction block, and the quality of the prediction signal can be improved more.
  • x denotes a prediction signal included in each prediction block
  • y denotes a normalized result value
  • TV (y) represents a total variation on y
  • is a trade-off for adjusting a balance between accuracy and normalization.
  • Means a parameter. miny ⁇ k ⁇ means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
  • the bit depth reducer 5150 may reduce the bit depth of the sample of the synthesized block generated by adding the sample value of the first prediction block and the sample value of the second prediction block. In this case, the bit depth reducer 5150 may reduce the bit depth of the sample of the synthesized floc to the bit depth of the input signal (for example, the bit depth of the sample value included in the reconstructed block) of the predictor. .
  • the residual generator 5160 may generate a residual block for the current block by using original pixel values of the current block and sample values of pixels included in the prediction block. The residual generator 5160 may generate a residual block indicating a difference between the original pixels of the current block and the sample values of the pixels included in the prediction block.
  • the transform unit 5170 may generate a transform block including transform coefficients by performing transform on the residual block.
  • the quantization unit 5180 may generate a quantization block by performing quantization on the transform block.
  • the video encoding apparatus 5100 may perform normalization on the prediction signal with an integer precision.
  • the video encoding apparatus 5100 may perform an operation of increasing a bit depth of a prediction signal in order to perform normalization with an integer precision.
  • the video encoding apparatus 5100 may normalize a prediction signal having an increased bit depth. In this case, the video encoding apparatus 5100 may normalize the prediction signal having the increased bit depth with an integer precision.
  • the video encoding apparatus 5100 may reduce the bit depth of the normalized signal to the bit depth before increasing the bit depth.
  • the video encoding apparatus 5100 may increase the precision of normalization by increasing the bit depth of the prediction signal and then accepting normalization. That is, the quality of the prediction signal can be improved by performing normalization with high precision.
  • the video encoding apparatus 5100 may increase the trade-off parameter ⁇ of Equation 11 to reflect the increased bit depth and then perform normalization.
  • 6A is a diagram for describing a process of performing normalization on a reconstructed signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video decoding apparatus 6000 includes an inverse quantizer 6010, an inverse transformer 6020, a predictor 6030, and a normalizer 6040.
  • the inverse quantizer 6010 may inverse quantize a quantization block including coefficients obtained from a bitstream to generate a transform block including transform coefficients.
  • the inverse transform unit 6020 may generate a residual block for the current block by performing an inverse transform on the transform block.
  • the prediction unit 6030 may generate a prediction block of the current block by using a previously reconstructed reference picture or previously reconstructed samples.
  • the current block may be reconstructed using the residual block and the prediction block. That is, the sample value of the current block may be restored by adding the sample value of the residual block and the sample value of the prediction block.
  • the normalizer 6040 may perform normalization on the restored current block.
  • the normalization unit 6040 may perform normalization on the current block restored by Equation 12.
  • x is the element contained in the restored current block
  • y is the normalized result
  • TV (y) is the total variance for y
  • is a trade-off that adjusts the balance between accuracy and normalization.
  • Means a parameter. miny ⁇ k ⁇ means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
  • the video decoding apparatus 6000 may improve the quality of the reconstructed signals by performing normalization on the reconstructed signals.
  • 6B is a diagram for describing a process of performing normalization by extending a reconstructed block to include a previously reconstructed adjacent region in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the normalization unit 6115 may normalize the extended current block 6120 by extending the size of the restored current block 6105. That is, as shown in FIG. 6D, in the process of reconstructing the current block, there may be pixels 6110 reconstructed before the current block 6105, and the normalizer 6215 reconstructs the current block 6105 before the current block 6105.
  • the expanded current block 6120 may be generated by expanding the pixels including the left or upper pixels 6015 adjacent to the boundary of the current block 6105. For example, when the height of the current block is N and the width is M, the height of the expanded block of the current block to be expanded may be (N + h1) and the width may be (M + w1). The direction in which the block is extended may be leftward or upwardly.
  • the normalization unit 6115 may normalize the extended current block. In more detail, the normalization unit 6115 may perform normalization on the current block extended by Equation 13.
  • x is the element contained in the expanded current block
  • y is the normalized result
  • TV (y) is the total variance for y
  • is a trade-off that controls the balance between accuracy and normalization.
  • Means a parameter. miny ⁇ k ⁇ means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
  • the normalization unit 6115 may reduce the size of the block generated by being normalized with respect to the expanded current block to the size of the current block 6105.
  • pixels corresponding to the position of the pixel in the current block 6105 among the pixels in the normalized generated block eg, the position of the pixel in the current block 6105 among the pixels in the normalized generated block
  • the block containing the pixels may be determined as the normalized current block. For example, if the height of the expanded block of the current block to be expanded is (N + h1) and the width is (M + w1), the height of the normalized generated block is N + h1 and the width is M + w1, The height of the normalized current block determined therefrom may be N, and the width may be M.
  • the video decoding apparatus including the normalization unit 6115 may reduce the blocking phenomenon that may occur when normalization is performed on the current block by performing normalization by extending the size of the restored current block. . That is, when normalization is performed, the flatness between the pixels in the block is increased. In this case, the flatness between the current block and the neighboring block can be increased by performing normalization including the neighboring block, and thus, normalization is performed. Blocked phenomenon can be reduced because the pixels having a pixel value similar to those of the neighboring block.
  • 6C is a diagram for describing a process of performing normalization on a filtered reconstruction signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the video decoding apparatus 20 decodes an image on a block basis, and thus a blocking phenomenon may occur near a boundary of blocks. To reduce such blocking, normalization may be performed on the filtered block.
  • normalization may be performed by the following equation (14) for pixels adjacent to the boundary of the block.
  • X is the matrix for the extended current block
  • Y is the normalized result matrix
  • J (Y) is the normalization function for Y
  • is a trade-off that controls the balance between accuracy and normalization.
  • the off parameter means the multiplicative symbol for each element in the matrix.
  • may mean a weight function with respect to the accuracy function.
  • J (Y) may be an isotropic total variation for Y.
  • the video decoding apparatus 20 may determine a boundary pixel and a non-boundary pixel among pixels adjacent to the boundary. In this case, ⁇ may have a different weight depending on whether the current pixel is a boundary pixel or a non-boundary pixel.
  • a weight lower than a pixel determined as a non-boundary pixel may be applied to a pixel determined as a boundary pixel. That is, by applying a low weight to the boundary pixels, the dependency on the J (Y) function is increased, so that the noise level of the boundary pixels having the high noise level can be effectively reduced because the concentration related to the normalization is minimized.
  • the video decoding apparatus 20 may apply a low weight to the boundary pixel portion 6230 of a block in the image portion 6210, and apply a high weight to the remaining portion 6220 to filter the current. Normalization can be performed on blocks.
  • the video decoding apparatuses 20 and 40 may use different trade-off parameters according to units of blocks to be normalized.
  • the trade-off parameter value may be explicitly signaled in the bitstream, and the trade-off parameter value may be derived by a specific algorithm.
  • the video decoding apparatuses 20 and 40 may determine the trade-off parameter value based on the unit of the block on which normalization is performed and the quantization parameter value. For example, the video decoding apparatuses 20 and 40 may differently determine a trade-off parameter value according to whether a unit of normalization block is a transform unit, a prediction unit, or a coding unit.
  • the video decoding apparatuses 20 and 40 When the video decoding apparatuses 20 and 40 are encoded in the skip mode with respect to the current block, the video decoding apparatuses 20 and 40 may not perform normalization with respect to the current block. In the case of coding with, normalization may be performed on the current block. In this case, the skip mode means a mode encoded without the residual component.
  • the video decoding apparatuses 20 and 40 may determine whether to perform normalization based on various syntax elements in the bitstream parsing step.
  • various syntax elements include a quantization parameter (QP), a size of a coding unit (CU_Size), a size of a maximum transformation unit (Max_TU_Size), a size of a minimum transformation unit (Min_TU_Size), a prediction mode (PredMode), and a color channel (Color). Channel) and a syntax element for a flag indicating a coded block.
  • blocks in which video data is divided are divided into maximum coding units, and a tree is provided for each maximum coding unit. As described above, it may be encoded and decoded based on coding units of a structure.
  • an embodiment of a video encoding method and a video decoding method based on coding units having a tree structure according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 7 to 26.
  • FIG. 7 is a block diagram of a video encoding apparatus 100 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 100 including video prediction based on coding units having a tree structure may include a maximum coding unit splitter 110, a coding unit determiner 120, and an outputter 130.
  • the video encoding apparatus 100 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video encoding apparatus 100”.
  • the maximum coding unit dividing unit 110 may partition the current picture based on the maximum coding unit that is a coding unit of the maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be divided into at least one maximum coding unit.
  • the maximum coding unit may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, or the like, and may be a square data unit having a square of two horizontal and vertical sizes.
  • the image data may be output to the coding unit determiner 120 for at least one largest coding unit.
  • the coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth.
  • the depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the depth of the largest coding unit is the highest depth, and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit.
  • the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
  • image data of the current picture may be divided into maximum coding units, 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 depth.
  • the maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times that the height and width of the maximum coding unit can be hierarchically divided may be preset.
  • the coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the maximum coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each of the maximum coding units of the current picture, and selects the depth at which the smallest coding error occurs to determine the depth. The determined depth and the image data for each maximum coding unit are output to the output unit 130.
  • Image data within the maximum 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 depth may be determined for each maximum coding unit.
  • the coding units are divided hierarchically and the number of coding units increases.
  • the coding error for each data is measured and it is determined whether to divide into lower depths. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth varies depending on the position, the depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more 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 depths.
  • the coding unit determiner 120 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 depth among all deeper coding units included in the current maximum coding unit.
  • the coding unit of the 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 depth for the current area may be determined independently of the depth for other areas.
  • the maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of splits from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of splits 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 maximum coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit that is 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, depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, so that 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 below the maximum depth.
  • encoding including prediction encoding and transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens.
  • the prediction encoding and the transformation will be described based on the coding unit of the current depth among at least one maximum coding unit.
  • the video encoding apparatus 100 may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data.
  • the encoding of the image data is performed through prediction encoding, transforming, entropy encoding, and the like.
  • the same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
  • the video encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive encoding of the image data in the coding unit.
  • prediction encoding may be performed based on a coding unit of a depth, that is, a more strange undivided coding unit, according to an embodiment.
  • the intra-partition prediction unit for prediction is determined from the coding unit.
  • the prediction unit may include a partition in which at least one of a coding unit and a height and a width of the coding unit are divided.
  • the partition is a data unit in which the prediction unit of the coding unit is split, and may be a partition having the same size as the coding unit.
  • Partition mode is a geometric type, as well as partitions divided in an asymmetric ratio such as 1: n or n: 1, as well as symmetric partitions in which the height or width of the 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 100 may perform conversion of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding image data, but also a data unit different from the coding unit.
  • the transformation may be performed based on a transformation unit having a size smaller than or equal to the coding unit.
  • the transformation unit may include a data unit for intra mode and a transformation unit for inter mode.
  • the transformation unit in the coding unit is also recursively divided into smaller transformation units, so that the residual data of the coding unit is determined according to the tree structure according to the transformation depth. Can be partitioned according to the conversion unit.
  • a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
  • Depth coded information requires not only depth but also prediction related information and transformation related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only the depth that generates the minimum coding error, but also a partition mode in which the prediction unit is divided 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. 7 to 19.
  • the coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
  • the output unit 130 outputs the image data of the maximum coding unit and the information about the encoding modes according to depths, in the form of a bit stream, based on at least one depth determined by the coding unit determiner 120.
  • the encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
  • the information about the encoding modes according to depths may include depth information, partition mode information of a prediction unit, prediction mode information, size information of a transformation unit, and the like.
  • Depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode in a coding unit of a lower depth without encoding to 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 information on at least one coding mode should be determined for each coding unit of a depth, information on at least one coding mode may be determined for one maximum coding unit. have.
  • the depth since the data of the maximum coding unit is divided hierarchically according to the depth, the depth may be different for each location, and thus split information may be set for the data.
  • the output unit 130 may allocate corresponding split information 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 segments.
  • the minimum unit according to an embodiment may be a square data unit having a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, partition units, and transformation units included in the maximum coding unit.
  • the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units.
  • the encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information.
  • the encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
  • Information about the maximum size and information about the maximum depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted into a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set of the bitstream.
  • the information on the maximum size of the transform unit and the minimum size of the transform unit allowed for the current video may also be output through a header, a sequence parameter set, a picture parameter set, or the like of the bitstream.
  • the output unit 130 may encode and output the related SAO parameters described above with reference to FIGS. 1A through 14.
  • a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN.
  • the current coding unit having a size of 2N ⁇ 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N ⁇ N.
  • the video encoding apparatus 100 determines a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and 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 maximum coding unit may be encoded in various prediction modes and transformation methods, an optimal encoding 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 video encoding apparatus 100 of FIG. 7 may perform operations of the video encoding apparatuses 10 and 30 described above with reference to FIGS. 1A and 6.
  • FIG. 8 is a block diagram of a video decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment.
  • a video decoding apparatus 200 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. do.
  • the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video decoding apparatus 200”.
  • Definition of various terms such as a coding unit, a depth, a prediction unit, a transformation unit, and information about various encoding modes for a decoding operation of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be described with reference to FIG. 15 and the video encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
  • the receiver 210 receives and parses a bitstream of an encoded video.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit according to coding units having a tree structure for each largest coding unit from the parsed bitstream, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230.
  • the image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set for the current picture.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts split information and encoding information about coding units having a tree structure for each largest coding unit from the parsed bitstream.
  • the extracted split information and the encoded information are output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into the maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
  • Partitioning information and encoding information splitting information and encoding information for each largest coding unit may be set for one or more pieces of split information, and the encoding information for each depth may be divided into partition mode mode information, prediction mode information, and transformation unit of a corresponding coding unit. Information and the like.
  • split information for each depth may be extracted as the final depth information.
  • the split information and the encoding information for each of the largest coding units extracted by the image data and the encoding information extracting unit 220 are repetitively for each coding unit for each deeper coding unit, as in the video encoding apparatus 100 according to an embodiment.
  • the image data and the encoding information extractor 220 may divide the split information according to the predetermined data unit. And encoding information can be extracted. If the split information and the encoding information of the maximum coding unit are recorded for each of the predetermined data units, the predetermined data units having the same split information and the encoding information may be inferred as data units included in the same maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on split information and encoding information for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode 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 230 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 230 may read transform unit information according to a tree structure for each coding unit and perform inverse transform based on the transformation unit for each coding unit for inverse transformation for each largest coding unit. Through inverse transformation, the pixel value of the spatial region of the coding unit may be restored.
  • the image data decoder 230 may determine the final depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer divided at the current depth, the current depth is the final depth. Accordingly, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition mode, the prediction mode, and the transformation unit split information of the prediction unit with respect to the image data of the current maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode.
  • the decoding of the current coding unit may be performed by obtaining information about an encoding mode for each coding unit determined in this way.
  • the video decoding apparatus 200 of FIG. 8 may perform operations of the video decoding apparatuses 20 and 40 described above with reference to FIG. 2A.
  • FIG 9 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.
  • Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16.
  • Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3.
  • the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1.
  • the maximum depth illustrated in FIG. 17 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
  • the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from the maximum coding unit having the long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, and the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the maximum coding unit having the long axis size of 64, and the depth is three layers deep. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
  • FIG. 10 is a block diagram of an image encoder 400 based on coding units, according to various embodiments.
  • the image encoder 400 performs operations that are performed to encode image data by the picture encoder 120 of the video encoding apparatus 100. That is, the intra prediction unit 420 performs intra prediction on each coding unit of the intra mode of the current image 405, and the inter prediction unit 415 performs the current image on the prediction unit of the coding unit of the inter mode. Inter-prediction is performed using the reference image acquired at 405 and the reconstructed picture buffer 410.
  • the current image 405 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 420 or the inter prediction unit 415 from the data for the encoding unit of the current image 405, and
  • the dew data is output as transform coefficients quantized for each transform unit through the transform unit 425 and the quantization unit 430.
  • the quantized transform coefficients are reconstructed into residue data in the spatial domain through the inverse quantizer 445 and the inverse transformer 450.
  • 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 420 or the inter predictor 415, thereby adding the residual data of the spatial domain to the coding unit of the current image 405. The data is restored.
  • the reconstructed spatial region data is generated as a reconstructed image through the deblocking unit 455 and the SAO performing unit 460.
  • the generated reconstructed image is stored in the reconstructed picture buffer 410.
  • the reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 410 may be used as reference images for inter prediction of another image.
  • the transform coefficients quantized by the transformer 425 and the quantizer 430 may be output as the bitstream 440 through the entropy encoder 435.
  • an inter predictor 415, an intra predictor 420, and a transformer each have a tree structure for each maximum coding unit. An operation based on each coding unit among the coding units may be performed.
  • the intra prediction unit 420 and the inter prediction unit 415 determine the partition mode and the prediction mode of each coding unit among the 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 425 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. 11 is a block diagram of an image decoder 500 based on coding units, according to various embodiments.
  • the entropy decoding unit 515 parses the encoded image data to be decoded from the bitstream 505 and encoding information necessary for decoding.
  • the encoded image data is a quantized transform coefficient
  • the inverse quantizer 520 and the inverse transform unit 525 reconstruct residue data from the quantized transform coefficients.
  • the intra prediction unit 540 performs intra prediction for each prediction unit with respect to the coding unit of the intra mode.
  • the inter prediction unit 535 performs inter prediction using the reference image obtained from the reconstructed picture buffer 530 for each coding unit of the coding mode of the inter mode among the current pictures.
  • the data of the spatial domain of the coding unit of the current image 405 is reconstructed and restored.
  • the data of the space area may be output as a reconstructed image 560 through the deblocking unit 545 and the sample compensator 550.
  • the reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 530 may be output as reference images.
  • step-by-step operations after the entropy decoder 515 of the image decoder 500 may be performed.
  • the entropy decoder 515, the inverse quantizer 520, and the inverse transformer ( 525, the intra prediction unit 540, the inter prediction unit 535, the deblocking unit 545, and the sample compensator 550 based on each coding unit among coding units having a tree structure for each maximum coding unit. You can do it.
  • the intra predictor 540 and the inter predictor 535 determine a partition mode and a prediction mode for each coding unit among coding units having a tree structure, and the inverse transformer 525 has a quad tree structure for each coding unit. It is possible to determine whether to divide the conversion unit according to.
  • FIG. 12 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment use hierarchical coding units to consider image characteristics.
  • the maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
  • the hierarchical structure 600 of a coding unit illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is four.
  • the maximum depth indicates the total number of splits from the maximum coding unit to the minimum coding unit. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided.
  • a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
  • the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit in the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64.
  • a depth deeper along the vertical axis includes a coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, a coding unit 630 of depth 2a having a size of 16x16, and a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8.
  • a coding unit 640 of depth 3 having a size of 4 ⁇ 4 is a minimum coding unit.
  • Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
  • the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
  • the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
  • the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
  • the coding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 may determine a coding depth of each depth included in the maximum coding unit 610 in order to determine a final depth of the maximum coding unit 610. Encoding must be performed every time.
  • the number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
  • encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. .
  • a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth.
  • the depth and partition in which the minimum coding error occurs among the maximum coding units 610 may be selected as the final depth and partition mode mode of the maximum coding unit 610.
  • FIG. 13 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment.
  • the video encoding apparatus 100 encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit.
  • the size of a transformation unit for transformation in the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
  • the 32x32 size conversion unit 720 is The conversion can be performed.
  • the data of the 64x64 coding unit 710 is transformed into 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units of 64x64 size or less, and then encoded, and the transform unit having the least error with the original is selected. Can be.
  • FIG. 14 is a diagram of deeper encoding information according to depths, according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 is information about an encoding mode, and information about a partition mode 800 and information 810 about a prediction mode for each coding unit of each final depth.
  • the information 820 about the size of the transformation unit may be encoded and transmitted.
  • the information 800 about the partition mode is a data unit for predictive encoding of the current coding unit, and represents information about a type of a partition in which the prediction unit of the current coding unit is divided.
  • the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used.
  • the information 800 about the partition mode of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
  • Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition mode is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. Whether or not can be set.
  • the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit.
  • the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second intra transform unit size 828. have.
  • the image data and encoding information extractor 210 of the video decoding apparatus 200 may include information about a partition mode 800, information 810 about a prediction mode, and transformation for each depth-based coding unit. Information 820 about the unit size may be extracted and used for decoding.
  • 15 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an exemplary embodiment.
  • Segmentation information may be used to indicate a change in depth.
  • the split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
  • the prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition mode 912 of 2N_0x2N_0 size, a partition mode 914 of 2N_0xN_0 size, a partition mode 916 of N_0x2N_0 size, and N_0xN_0 May include a partition mode 918 of size.
  • partition mode 912, 914, 916, and 918 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 (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition mode of size N_0xN_0.
  • the depth 1 is changed to the depth 2 and split (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2.
  • the encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
  • depth-based coding units may be set until depth d-1, and split information may be set up to depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1)
  • the prediction unit for 990 is a partition mode 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), a partition mode 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), and size
  • a partition mode 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition mode 998 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 coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer
  • the depth of the current maximum coding unit 900 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 952 having the depth d-1.
  • the data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit.
  • the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest depth, into four divisions.
  • the video encoding apparatus 100 compares depth-to-depth encoding errors of the coding units 900, 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 information about an encoding mode.
  • 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 220 of the video decoding apparatus 200 may extract information about a depth and a prediction unit of the coding unit 900 and use it to decode the coding unit 912. have.
  • the video decoding apparatus 200 may identify a depth having split information of '0' as a depth using split information for each depth, and may use the decoding information by using information about an encoding mode for a corresponding depth. .
  • 16, 17, and 18 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment.
  • the coding units 1010 are deeper coding units determined by the video encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the maximum coding unit.
  • the prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each deeper coding unit among the coding units 1010, and the transform unit 1070 is transform units of each deeper coding unit.
  • the depth-based coding units 1010 have a depth of 0
  • the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1
  • the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths.
  • coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three
  • coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
  • partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are 2NxN partition modes, partitions 1016, 1048, and 1052 are Nx2N partition modes, and partitions 1032 are NxN partition modes. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
  • the image data of the part 1052 of the transformation units 1070 is transformed or inversely transformed into a data unit having a smaller size than the coding unit.
  • the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and transform / inverse transform operations for the same coding unit. Each can be performed on a separate data unit.
  • encoding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit, thereby determining an optimal coding unit, and thus, 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 100 and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 outputs encoding information about coding units having a tree structure
  • the encoding information extraction unit of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
  • the split information indicates whether the current coding unit is split into coding units of a lower depth. If the split information of the current depth d is 0, the partition depth information, the prediction mode, and the transform unit size information are defined for the final depth because the depth in which the current coding unit is no longer divided into the lower coding units is the final depth. Can be. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
  • the prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • Intra mode and inter mode can be defined in all partition 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 referenced 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. 19 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • the maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of depths. Since one coding unit 1318 is a coding unit of depth, split information may be set to zero.
  • the partition mode information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N includes partition modes 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, and nLx2N 1336. And nRx2N 1338.
  • the transform unit split information (TU size flag) is a type of transform index, and a size of a transform unit corresponding to the transform index may be changed according to a prediction unit type or a partition mode of the coding unit.
  • the partition mode information is set to one of symmetric partition modes 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, and NxN 1328
  • the conversion unit partition information is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1342 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
  • partition mode information is set to one of asymmetric partition modes 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 ⁇ N / 2 may be set.
  • the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 12 is a flag having a value of 0 or 1
  • the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically.
  • the transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
  • the size of the transformation unit actually used may be expressed.
  • the video encoding apparatus 100 may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information.
  • the encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS.
  • the video decoding apparatus 200 may use the maximum transform unit size information, the minimum transform unit size information, and the maximum transform unit split information to use for video decoding.
  • the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex'
  • the minimum transform unit size is 'MinTransformSize'
  • the transform unit split information is 0,
  • the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'.
  • the size 'CurrMinTuSize' can be defined as in relation (1) below.
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (1), 'RootTuSize / (2 ⁇ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
  • the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
  • RootTuSize may be determined according to the following relation (2).
  • 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size
  • 'PUSize' represents the current prediction unit size.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
  • 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below.
  • 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (3)
  • the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
  • the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
  • the 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, which 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.
  • an offset parameter may be signaled for each picture or every slice or every maximum coding unit, every coding unit according to a tree structure, every prediction unit of a coding unit, or every transformation unit of a coding unit. For example, by adjusting the reconstructed pixel values of the maximum coding unit by using the offset value reconstructed based on the offset parameter received for each maximum coding unit, the maximum coding unit in which the error with the original block is minimized may be restored.
  • the video encoding method described above with reference to FIGS. 1A to 18 is collectively referred to as a 'video encoding method'.
  • the video decoding method described above with reference to FIGS. 1A to 18 is referred to as a 'video decoding method'.
  • a video encoding apparatus including the video encoding apparatus 10, the video encoding apparatus 100, or the image encoding unit 400 described above with reference to FIGS. 1A to 18 is collectively referred to as a “video encoding apparatus”.
  • a video decoding apparatus including the video decoding apparatus 20, the video decoding apparatus 200, or the image decoding unit 500 described above with reference to FIGS. 2A to 19 is referred to as a “video decoding apparatus”.
  • 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.
  • the computer system 26700 may store a program for implementing at least one of a video encoding method and a video decoding method 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 a video encoding method and a video decoding method may be stored in a memory card, a ROM cassette, and a solid state drive (SSD).
  • FIG. 22 illustrates the 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. 16, 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 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. 16 illustrates an internal structure of the mobile phone 12500.
  • the power supply circuit 12700 the operation input controller 12640, the image encoder 12720, and the camera interface (12630), LCD control unit (12620), image decoding unit (12690), multiplexer / demultiplexer (12680), recording / reading unit (12670), modulation / demodulation unit (12660) and
  • the sound processor 12650 is connected to the central controller 12710 through the synchronization bus 1730.
  • the power supply circuit 12700 supplies power to each part of the mobile phone 12500 from the battery pack, thereby causing the mobile phone 12500 to operate. Can be set to an operating mode.
  • the central controller 12710 includes a CPU, a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM).
  • the digital signal is generated in the mobile phone 12500 under the control of the central controller 12710, for example, the digital sound signal is generated in the sound processor 12650.
  • the image encoder 12720 may generate a digital image signal, and text data of the message may be generated through the operation panel 12540 and the operation input controller 12640.
  • the modulator / demodulator 12660 modulates a frequency band of the digital signal, and the communication circuit 12610 is a band-modulated digital signal. Digital-to-analog conversion and frequency conversion are performed on the acoustic signal.
  • the transmission signal output from the communication circuit 12610 may be transmitted to the voice communication base station or the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the sound signal acquired by the microphone 12550 is converted into a digital sound signal by the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710.
  • the generated digital sound signal may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the text data of the message is input using the operation panel 12540, and the text data is transmitted to the central controller 12610 through the operation input controller 12640.
  • the text data is converted into a transmission signal through the modulator / demodulator 12660 and the communication circuit 12610, and transmitted to the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the image data photographed by the camera 1530 is provided to the image encoder 12720 through the camera interface 12630.
  • the image data photographed by the camera 1252 may be directly displayed on the display screen 12520 through the camera interface 12630 and the LCD controller 12620.
  • the structure of the image encoder 12720 may correspond to the structure of the video encoding apparatus described above.
  • the image encoder 12720 encodes the image data provided from the camera 1252 according to the above-described video encoding method, converts the image data into compression-encoded image data, and multiplexes / demultiplexes 12680 the encoded image data.
  • 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 described above.
  • the image decoder 12690 decodes the encoded video data to generate reconstructed video data by using the above-described video decoding method, and restores the reconstructed video data to the display screen 1252 via the LCD controller 1262.
  • Video data can be provided.
  • 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 may be a transmitting / receiving terminal including both a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, a transmitting terminal including only the video encoding apparatus described above, or a receiving terminal including only a video decoding apparatus.
  • FIG. 25 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system, according to an exemplary embodiment.
  • the digital broadcasting system according to the embodiment of FIG. 25 may receive a digital broadcast transmitted through a satellite or terrestrial network using a video encoding apparatus and a 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 may 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 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.
  • a video decoding apparatus may be mounted on the TV receiver 12810 itself 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 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 a video decoding apparatus according to an embodiment, the video signal recorded on the DVD disk 12960, the SD card 12970, or another type of storage medium may be reproduced on the monitor 12880. have.
  • the vehicle navigation system 12930 may not include the camera 1530, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 25.
  • the computer 12100 and the TV receiver 12610 may not include the camera 1250, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 25.
  • FIG. 26 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the cloud computing system 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. 23. 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 described above with reference to FIGS. 1A through 26.
  • the user terminal may include the video encoding apparatus described above with reference to FIGS. 1A through 26.
  • the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus described above with reference to FIGS. 1A through 26.
  • FIGS. 20 to 26 Various embodiments of using 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 26 have been described above with reference to FIGS. 13 through 19. However, various embodiments in which the video encoding method and the video decoding method described above with reference to FIGS. 1A through 19 are stored in a storage medium, or in which the video encoding apparatus and the video decoding apparatus are implemented in a device, are illustrated in FIGS. 20 to 26. It is not limited to.
  • A may include one of a1, a2, and a3" has a broad meaning that an exemplary element that may be included in an element of A is a1, a2, or a3.
  • A may include a1, include a2, or include a3.
  • the above description does not mean that elements constituting A are necessarily determined within a predetermined set. It should be noted, for example, that the above description is not necessarily to be construed as limited that a1, a2, or a3 selected from the set comprising a1, a2 and a3 constitutes component A.
  • a1, a2 or (and) a3 is a technology, a1; a2; a3; a1 and a2; a1 and a3; a2 and a3; One of a1, a2, and a3.
  • At least one of a1, at least one of a2 or at least one of a3 and / or a3 is expressly stated, “at least one of a1, a2 or (and) a3” means that the description of at least one of a1 1, at least one of a2 or (and) at least one of a3 ".
  • the above-described embodiments can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer which 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.).

Landscapes

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Abstract

A video decoding method is disclosed, wherein the method includes: obtaining a coefficient from a bit stream; generating an inverse quantised block by performing inverse quantisation with respect to a quantised block including the obtained coefficient; generating a residual block by performing an inverse transformation with respect to the inverse quantised block; restoring the current block using the residual block and a prediction block; and generating a filtered current block by filtering with respect to the restored current block. To this end, regularisation can be performed with respect to one or more blocks of the inverse quantised block, the prediction block, the restored current block and the filtered current block.

Description

정규화를 수행하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치Video encoding method and apparatus therefor performing normalization, video decoding method and apparatus therefor
영상의 화질을 개선하기 위해 정규화를 수행하는 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.A video encoding method and apparatus therefor, and a video decoding method and apparatus for performing normalization to improve an image quality of an image.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 부호화 단위에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다. With the development and dissemination of hardware capable of playing and storing high resolution or high definition video content, there is an increasing need for a video codec for efficiently encoding or decoding high resolution or high definition video content. According to the existing video codec, video is encoded according to a limited encoding method based on coding units having a predetermined size.
주파수 변환을 이용하여 공간 영역의 영상 데이터는 주파수 영역의 계수들로 변환된다. 비디오 코덱은, 주파수 변환의 빠른 연산을 위해 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 블록마다 DCT 변환을 수행하여, 블록 단위의 주파수 계수들을 부호화한다. 공간 영역의 영상 데이터에 비해 주파수 영역의 계수들이, 압축하기 쉬운 형태를 가진다. 특히 비디오 코덱의 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 공간 영역의 영상 화소값은 예측 오차로 표현되므로, 예측 오차에 대해 주파수 변환이 수행되면 많은 데이터가 0으로 변환될 수 있다. 비디오 코덱은 연속적으로 반복적으로 발생하는 데이터를 작은 크기의 데이터로 치환함으로써, 데이터량을 절감하고 있다.Image data in the spatial domain is transformed into coefficients in the frequency domain using frequency transformation. The video codec divides an image into blocks having a predetermined size for fast operation of frequency conversion, performs DCT conversion for each block, and encodes frequency coefficients in units of blocks. Compared to the image data of the spatial domain, the coefficients of the frequency domain are easily compressed. In particular, since the image pixel value of the spatial domain is expressed as a prediction error through inter prediction or intra prediction of the video codec, when frequency conversion is performed on the prediction error, much data may be converted to zero. The video codec reduces data volume by substituting data repeatedly generated continuously with small size data.
비디오 부호화 장치가 영상을 부호화하는 과정에서 양자화 작업과 같은 작업을 수행할 때, 영상 정보의 손실이 일어나고, 따라서 부호화된 영상과 원본 영상 간에 차이가 나타나 화질에 열화가 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한 비디오 부호화 장치는 블록 단위로 영상에 대한 부호화를 수행하기 때문에 블록의 경계 근처에서 블록화 현상이 나타나 화질에 열화가 발생하게 되는 문제점이 있다.When the video encoding apparatus performs an operation such as quantization in the process of encoding an image, loss of image information occurs, and thus, a difference occurs between the encoded image and the original image, resulting in deterioration in image quality. In addition, since the video encoding apparatus encodes an image in units of blocks, there is a problem in that a blocking phenomenon occurs near a boundary of a block, causing deterioration in image quality.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은 비트스트림으로부터 계수를 획득하는 단계; 상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 단계; 상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화(regularize)가 수행될 수 있다.According to an embodiment, a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing a current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block. In this case, normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
상기 정규화는, 원본값들과 결과값들의 차이 및 상기 결과값들 간의 차이가 최소화되는 상기 결과값들을 결정하는 과정일 수 있다.The normalization may be a process of determining the result values at which the difference between the original values and the result values and the difference between the result values are minimized.
상기 역양자화 블록이 정규화되는 경우, 상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이(difference) 및 상기 정규화 복원 블록들에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 역양자화 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 정규화 역양자화 블록은 상기 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록이고, 정규화 복원 블록은,상기 정규화 역양자화 블록에 대해 역변환을 수행한 결과 생성된 정규화 레지듀얼 블록과 상기 예측 블록을 합성함으로써 생성된 블록일 수 있다.When the inverse quantization block is normalized, a difference between pixel values included in the normalized inverse quantization block and pixel values of the inverse quantization block and pixels included in the normalization reconstruction blocks are minimized. Pixel values of the normalized inverse quantization block may be determined. The normalized inverse quantization block is a block including result values generated by performing normalization on the inverse quantization block, and a normalization restoration block includes a normalization residual block generated as a result of performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block and the It may be a block generated by synthesizing the predictive block.
상기 역양자화 블록이 정규화되는 경우, 상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 역양자화 블록 내 픽셀값들이 결정되고, 상기 가중치 W는 상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 T(T는 소정의 값)보다 작으면, 소정의 임계값보다 작은 값이고, 상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 상기 T 보다 크거나 같으면, 상기 소정의 임계값보다 크거나 같은 값일 수 있다.When the dequantization block is normalized, a difference between pixel values included in the normalized dequantization block and pixel values of the dequantization block is multiplied by a weight W, and a pixel value difference between pixels included in the normalized reconstruction block. The pixel values in the normalized dequantization block are minimized, and the weight W is the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block than T (T is a predetermined value). If the value is smaller than a predetermined threshold, and the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block is greater than or equal to the T, the value is greater than or equal to the predetermined threshold. Can be a value.
한편, 상기 예측 블록이 정규화되는 경우, 상기 예측 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화 예측 블록의 픽셀값들의 차이 및 상기 정규화 예측 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 예측 블록의 픽셀값들이 결정될 수 있다. 정규화 예측 블록은 상기 예측 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록일 수 있다.On the other hand, when the prediction block is normalized, the normalization prediction block minimizes the difference between the pixel values included in the prediction block and the pixel values of the normalization prediction block and the pixel value difference between the pixels included in the normalization prediction block. The pixel values of may be determined. The normalization prediction block may be a block including result values generated by performing normalization on the prediction block.
상기 예측 블록은 제1 참조 영상으로부터 예측된 제1 예측 블록의 픽셀값들 및 제2 참조 영상으로부터 예측된 제2 예측 블록의 픽셀값들을 이용하여 생성되고,The prediction block is generated using pixel values of the first prediction block predicted from the first reference picture and pixel values of the second prediction block predicted from the second reference picture,
상기 예측 블록이 정규화되는 경우, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록이 정규화될 수 있다.When the prediction block is normalized, the first prediction block and the second prediction block may be normalized.
상기 복원된 현재 블록이 정규화되는 경우, 상기 복원된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화 복원 블록의 픽셀값들의 차이 및 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀값들이 결정될 수 있다. 정규화 복원 블록은 상기 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록일 있다.When the reconstructed current block is normalized, the normalization minimizes a difference between pixel values included in the reconstructed current block and pixel values of the normalized reconstruction block, and a pixel value difference between pixels included in the normalized reconstruction block. Pixel values included in the reconstruction block may be determined. The normalized restoring block may be a block including result values generated by performing normalization on the restored current block.
상기 복원된 현재 블록이 정규화되는 경우, 상기 확장된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들의 차이 및 상기 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들이 결정되고, 상기 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀값들 중 현재 블록에 포함된 픽셀들의 위치에 대응하는 픽셀값들을 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀값 들으로 결정할 수 있다. 이때, 이전에 복호화된 주변 블록 및 상기 복원된 현재 블록을 포함하는 확장된 현재 블록(extended current block)이 생성될 수 있고, 정규화된 확장 복원 블록은 상기 확장된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록일 수 있다.When the reconstructed current block is normalized, a difference between pixel values included in the extended current block and pixel values of the normalized extended reconstruction block and pixels included in the normalized extended reconstruction block is determined. Pixel values of the normalized extended recovery block are minimized, and pixel values corresponding to positions of pixels included in the current block among the pixel values included in the normalized extended recovery block are determined. Can be determined by In this case, an extended current block including a previously decoded neighboring block and the restored current block may be generated, and a normalized extended restoration block is generated by performing normalization on the extended current block. It may be a block containing the resulting results.
상기 필터링된 현재 블록이 정규화되는 경우, 상기 필터링된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 상기 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들이 결정되고, 상기 가중치 W는 상기 필터링된 현재 블록의 경계 내부에 인접하는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 작거나 같은 값일 수 있다. 이때, 정규화된 필터링 블록은,상기 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된결과값들을 포함하는 블록일 수 있다.When the filtered current block is normalized, a difference between pixel values included in the filtered current block and pixel values of the normalized filtering block is multiplied by a weight W and between pixels included in the normalized filtering block. Pixel values of the normalized filtering block that minimize the pixel value difference are determined, and the weight W may be less than or equal to a predetermined value for pixels adjacent to the boundary of the filtered current block. In this case, the normalized filtering block may be a block including result values generated by performing normalization on the filtered current block.
상기 정규화는, 원본값들과 결과값들의 차이 및 상기 결과값들 간의 차이가 최소화되는 상기 결과값들을 결정하기 위해 반복적인 프로세스(iterative process)를 수행하는 과정이고, 상기 반복적인 프로세스의 반복 횟수(Number of iteration)는 소정의 신택스에 따라 결정될 수 있다.The normalization is a process of performing an iterative process to determine the difference between the original values and the result values and the difference between the result values. Number of iteration) may be determined according to a predetermined syntax.
상기 정규화는 상기 원본값들과 결과값들의 차이 및 상기 결과값들 간의 차이에 관한 트레이드-오프 파라미터(trade-off parameter) λ를 고려하여 상기 결과값들을 결정하는 과정을 수행하는 것이고, 상기 λ는 상기 정규화되는 적어도 하나의 블록의 타입(type)에 따라 결정될 수 있다.The normalization is to perform a process of determining the result values in consideration of a trade-off parameter λ relating to the difference between the original values and the result values and the difference between the result values. It may be determined according to a type of the at least one block to be normalized.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은 현재 블록에 포함된 계수를 부호화하는 단계; 상기 부호화된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 단계; 상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화(regularize)가 수행될 수 있다.According to an embodiment, a video encoding method may include encoding coefficients included in a current block; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the encoded coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing the current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block. In this case, normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는 비트스트림으로부터 계수를 획득하고, 상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 역양자화부; 상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 역변환부; 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 복원부; 상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 필터링부; 및 적어도 하나의 데이터 단위에 대해 정규화를 수행하는 정규화부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 정규화부는 상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.According to an embodiment, a video decoding apparatus includes: an inverse quantization unit configured to obtain a coefficient from a bitstream and perform inverse quantization on a quantization block including the obtained coefficient to generate an inverse quantization block; An inverse transform unit generating a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block; A reconstruction unit for reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block; A filtering unit configured to perform filtering on the restored current block to generate a filtered current block; And a normalization unit performing normalization on at least one data unit. In this case, the normalizer may perform normalization on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은 비트스트림으로부터 계수를 획득하는 단계; 상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 정규화된 역양자화(Regularized De-qunatization)를 수행하여 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계; 상기 정규화된 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 및 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하고,According to another exemplary embodiment, a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating a normalized dequantization block by performing normalized de-quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block; And reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block.
상기 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계는, 상기 정규화 양자화 블록의 픽셀값들과 상기 양자화 블록의 픽셀값들의 차이(difference) 및 상기 정규화된 역양자화 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 정규화 양자화 블록은 상기 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 생성된 정규화된 역양자화 블록을 양자화하여 생성된 블록일 수 있다.The generating of the normalized dequantization block may include: minimizing a difference between pixel values of the normalized quantization block and pixel values of the quantization block and a pixel value difference between pixels included in the normalized dequantization block. And generating the normalized dequantization block. In this case, the normalized quantization block may be a block generated by quantizing the normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
일 실시예에 따른 기록매체는 상기 비디오 부복호화 방법들을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 기록하고 있어 컴퓨터로 읽어 들일 수 있다.A recording medium according to an embodiment records a computer program for executing the video encoding and decoding methods, which can be read by a computer.
부호화된 데이터에 대해 정규화를 수행하여 복호화되는 영상의 화질을 개선할 수 있다. Normalization may be performed on the encoded data to improve image quality of a decoded image.
도 1a는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.1A is a block diagram of a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 1b는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.1B is a flowchart of a video encoding method, according to an embodiment.
도 1c는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.1C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 1d는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.1D is a flowchart of a video decoding method, according to an embodiment.
도 2a는 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.2A is a block diagram of a video encoding apparatus, according to another embodiment.
도 2b는 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.2B is a flowchart of a video encoding method according to another embodiment.
도 2c는 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.2C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to another embodiment.
도 2d는 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.2D is a flowchart of a video decoding method according to another embodiment.
도 3은 비디오 복호화 장치의 환경을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing an environment of a video decoding apparatus.
도 4a는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 엔트로피 복호화된 신호에 대해 정규화된-역양자화(regularized-dequantization)를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4A is a diagram for describing a process of performing normalized-dequantization on an entropy decoded signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 4b는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 역양자화된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4B is a diagram for describing a process of performing normalization on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 4c는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 역양자화된 신호에 대해 정규화된-역변환(regularized-inverse transformation)를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4C is a diagram for describing a process of performing normalized-inverse transformation on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 4d는 역양자화된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정에서 이용되는 정확도에 대한 가중치 함수를 나타낸 도면이다.4D is a diagram illustrating a weight function for accuracy used in performing normalization on an inverse quantized signal.
도 5a는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 예측된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.5A is a diagram for describing a process of performing normalization on a predicted signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 5b는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 양방향 예측(bi-prediction)된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5B is a diagram for describing a process of performing normalization on a bi-prediction signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 6a는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 복원된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6A is a diagram for describing a process of performing normalization on a reconstructed signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 6b는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 이전에 복원된 인접 영역을 포함하도록 복원된 블록을 확장하여 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 6B is a diagram for describing a process of performing normalization by extending a reconstructed block to include a previously reconstructed adjacent region in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 6c는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 필터링된 복원 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6C is a diagram for describing a process of performing normalization on a filtered reconstruction signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 7은 다양한 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.7 is a block diagram of a video encoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to various embodiments.
도 8은 다양한 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.8 is a block diagram of a video decoding apparatus based on coding units having a tree structure, according to various embodiments.
도 9는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.9 illustrates a concept of coding units, according to various embodiments.
도 10은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.10 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to various embodiments.
도 11은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.11 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to various embodiments.
도 12는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.12 is a diagram illustrating deeper coding units according to depths, and partitions, according to various embodiments.
도 13은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.13 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to various embodiments.
도 14는 다양한 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.14 is a diagram of deeper encoding information according to depths, according to various embodiments.
도 15는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.15 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to various embodiments.
도 16, 17 및 18은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.16, 17, and 18 illustrate a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to various embodiments.
도 19는 표 1의 부호화 정보 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.19 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to the encoding information information of Table 1. FIG.
도 20은 다양한 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다. 20 is a diagram illustrating a physical structure of a disk in which a program is stored, according to various embodiments.
도 21은 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.21 shows a disc drive for recording and reading a program by using the disc.
도 22는 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.FIG. 22 illustrates the overall structure of a content supply system for providing a content distribution service.
도 23 및 24 는, 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.23 and 24 illustrate an external structure and an internal structure of a mobile phone to which a video encoding method and a video decoding method according to various embodiments are applied.
도 25는 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.25 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system.
도 26은 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다26 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to various embodiments.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은 비트스트림으로부터 계수를 획득하는 단계; 상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 단계; 상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화(regularize)가 수행될 수 있다.According to an embodiment, a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing a current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block. In this case, normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은 현재 블록에 포함된 계수를 부호화하는 단계; 상기 부호화된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 단계; 상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계; 및 상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화(regularize)가 수행될 수 있다.According to an embodiment, a video encoding method may include encoding coefficients included in a current block; Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the encoded coefficients; Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block; Reconstructing the current block using the residual block and the prediction block; And generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block. In this case, normalization may be performed on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는 비트스트림으로부터 계수를 획득하고, 상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 역양자화부; 상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 역변환부; 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 복원부; 상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 필터링부; 및 적어도 하나의 데이터 단위에 대해 정규화를 수행하는 정규화부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 정규화부는 상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.According to an embodiment, a video decoding apparatus includes: an inverse quantization unit configured to obtain a coefficient from a bitstream and perform inverse quantization on a quantization block including the obtained coefficient to generate an inverse quantization block; An inverse transform unit generating a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block; A reconstruction unit for reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block; A filtering unit configured to perform filtering on the restored current block to generate a filtered current block; And a normalization unit performing normalization on at least one data unit. In this case, the normalizer may perform normalization on at least one of the dequantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은 비트스트림으로부터 계수를 획득하는 단계; 상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 정규화된 역양자화(Regularized De-qunatization)를 수행하여 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계; 상기 정규화된 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 및 상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하고,According to another exemplary embodiment, a video decoding method includes: obtaining coefficients from a bitstream; Generating a normalized dequantization block by performing normalized de-quantization on the quantization block including the obtained coefficients; Generating a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block; And reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block.
상기 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계는, 상기 정규화 양자화 블록의 픽셀값들과 상기 양자화 블록의 픽셀값들의 차이(difference) 및 상기 정규화된 역양자화 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 정규화 양자화 블록은 상기 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 생성된 정규화된 역양자화 블록을 양자화하여 생성된 블록일 수 있다.The generating of the normalized dequantization block may include: minimizing a difference between pixel values of the normalized quantization block and pixel values of the quantization block and a pixel value difference between pixels included in the normalized dequantization block. And generating the normalized dequantization block. In this case, the normalized quantization block may be a block generated by quantizing the normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
일 실시예에 따른 기록매체는 상기 비디오 부복호화 방법들을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 기록하고 있어 컴퓨터로 읽어 들일 수 있다.A recording medium according to an embodiment records a computer program for executing the video encoding and decoding methods, which can be read by a computer.
본 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terms "... unit", "module", and the like described herein refer to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 것은 적어도 하나의 실시 예에 포함되는 실시예와 함께 설명된 특별한 특성, 구조, 특징 등을 의미하는 것이다. 그러므로, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에 등장하는 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 어구의 등장은 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.As used herein, the term "one embodiment" or "an embodiment" refers to a particular feature, structure, feature, etc. described with an embodiment included in at least one embodiment. Thus, the appearances of the phrases “in one embodiment” or “in an embodiment” appearing in various places throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment.
도 1 내지 도 6c을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 부호화된 신호에 대해 정규화를 수행하는 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법을 설명한다.1 to 6C, a video encoding technique and a video decoding technique for performing normalization on an encoded signal according to various embodiments will be described.
나아가, 도 7 내지 도 26을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다. 이하, '영상'은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.7 to 26, a video encoding method and a video decoding method based on coding units having a tree structure according to various embodiments are disclosed. Hereinafter, the 'image' may be a still image of the video or a video, that is, the video itself.
먼저, 도 1 내지 도 6c 를 참조하여, 부호화된 신호에 대해 정규화를 수행하는 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다.First, referring to FIGS. 1 to 6C, a video encoding technique and a video decoding technique for performing normalization on an encoded signal are disclosed.
영상 신호를 부호화화는 과정에서 영상 정보의 손실이 나타나는 현상이나, 블록 단위로 영상에 대한 부호화를 수행함에 따라 블록의 경계 근처에서 나타나는 블록화 현상과 같은 영상 화질의 열화 현상이 발생하는 문제점이 있다.There is a problem in that loss of image information occurs during encoding of a video signal, or degradation of image quality, such as a blocking phenomenon appearing near a boundary of a block, as encoding of the image is performed in units of blocks.
상기 문제점을 해결하기 위해 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는 영상 신호에 대해 정규화(regularize)를 수행함으로써 영상의 화질을 개선(enhance)할 수 있다.In order to solve the above problem, the video decoding apparatus according to an embodiment may improve the image quality of the image by performing normalization on the image signal.
여기서, 영상 신호에 대한 정규화란 원본 영상에 대한 정보를 알고 있지 않은 불분명한 문제(ill-posed problem)를 해결하여 원본 영상에 가까운 결과값을 획득하기 위한 목적으로, 추가적인 정보(additional information)를 도입하여 최적의 결과값을 결정하는 과정을 의미한다. 이때, 추가적인 정보는 해(solution)에 대한 제한 조건이 될 수 있고, 제한 조건은 해(solution)의 평탄도(smoothness)일 수 있다.In this case, the normalization of the video signal is to introduce additional information for solving an ill-posed problem in which the information of the original image is not known and obtaining a result value close to the original image. Means the process of determining the optimal result value. In this case, the additional information may be a constraint on the solution, and the constraint may be the smoothness of the solution.
불분명한 문제(ill-posed problem)는 분명한 문제(well-posed problem)와 반대인 문제를 의미하는 것으로, 분명한 문제는 해(solution)가 존재하고, 해(solution)가 유일하고, 해(solution)가 관측자료에 지속적으로 의존하는 문제를 의미한다.An ill-posed problem refers to a problem that is the opposite of a well-posed problem, where the obvious problem is a solution, a solution is unique, and a solution Means a problem that depends on observation data continuously.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는 손실 부호화(lossy coding) 문제를 불분명한 문제로 두고, 이를 해결하기 위해 부호화된 신호에 대해 정규화를 수행하여 개선된 영상 신호의 결과값을 결정할 수 있다.According to an embodiment, the video decoding apparatus may determine a lossy coding problem as an unclear problem, and in order to solve this problem, normalize the encoded signal to determine a result value of an improved image signal.
도 1a를 참조하면 비디오 부호화 장치(10)는 부호화부(11), 역양자화부(12), 역변환부(13), 복원부(14), 필터링부(15) 및 정규화부(16)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, the video encoding apparatus 10 includes an encoder 11, an inverse quantizer 12, an inverse transformer 13, a reconstructor 14, a filter 15, and a normalizer 16. do.
부호화부(11)는 영상을 부호화하여 부호화된 계수들을 포함하는 블록을 생성할 수 있다. 구체적으로, 부호화부(11)는 예측부(미도시)에서 생성된 현재 블록에 관한 예측 블록과 원본 영상 내 현재 블록을 이용하여 레지듀얼 블록을 생성하고, 레지듀얼 블록에 대해 변환을 수행하여 변환 블록을 생성하고, 변환 블록에 대해 양자화를 수행하여 양자화 블록을 생성할 수 있다. 즉, 부호화된 계수들은 양자화 블록에 포함된 계수들일 수 있다.The encoder 11 may generate a block including encoded coefficients by encoding an image. In detail, the encoder 11 generates a residual block by using the prediction block of the current block generated by the predictor (not shown) and the current block in the original image, and performs transformation on the residual block. A block and a quantization block may be generated by performing quantization on the transform block. That is, the encoded coefficients may be coefficients included in the quantization block.
역양자화부(12)는 부호화된 계수들을 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성할 수 있다.The inverse quantization unit 12 may generate an inverse quantization block by performing inverse quantization on a quantization block including coded coefficients.
역변환부(13)는 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성한다.The inverse transform unit 13 generates a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block.
복원부(14)는 예측부(미도시)에서 생성된 예측 블록 및 레지듀얼 블록을 이용하여 현재 블록을 복원한다.The reconstruction unit 14 reconstructs the current block by using the prediction block and the residual block generated by the prediction unit (not shown).
필터링부(15)는 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성할 수 있다.The filtering unit 15 may generate a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
정규화부(16)는 적어도 하나의 데이터 단위에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 정규화부(16)는 역양자화 블록, 예측 블록, 복원된 현재 블록 및 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 이때, 정규화는 원본값들과 결과값들의 차이 및 결과값들 간의 차이에 기초하여 결과값들을 결정하는 과정을 의미하는 것으로, 원본값들과 결과값들의 차이 및 결과값들 간의 차이가 최소화되는 결과값들을 결정하는 과정을 의미할 수 있다. 또는 정규화는 원본값들과 결과값들의 차이가 일정한 값 이하인 조건에서 결과값들 간의 차이가 최소화되는 결과값들을 결정하는 과정을 의미할 수 있다.The normalizer 16 may perform normalization on at least one data unit. For example, the normalizer 16 may normalize at least one of a dequantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block. In this case, the normalization means a process of determining the result values based on the difference between the original values and the result values and the difference between the result values. The difference between the original values and the result values and the difference between the result values are minimized. This may mean a process of determining values. Alternatively, the normalization may mean a process of determining the result values in which the difference between the result values is minimized under the condition that the difference between the original values and the result values is less than or equal to a certain value.
구체적으로 정규화부(16)는 다음 수학식 1에 의해 원본값들에 대한 정규화를 수행하여 결과값들을 결정할 수 있다.In more detail, the normalization unit 16 may determine result values by performing normalization on original values by Equation 1 below.
수학식 1
Figure PCTKR2015011797-appb-M000001
Equation 1
Figure PCTKR2015011797-appb-M000001
여기서, X는 원본값 행렬, Y는 결과값 행렬, F(X,Y)는 정규화의 제한 조건에 관련된 함수로 얼마나 X와 Y가 가까운지를 나타내는 정확도 함수(fildelity function)일 수 있다. 또한 J(X,Y)는 정규화 함수(regulation function)로 결과값 행렬 Y에 대한 제한(restriction)을 부과(impose)하는 함수이다. 여기서 제한(restriction)은 결과값 행렬 Y에 대한 평탄도(smoothness)일 수 있다. 이때, 평탄도는 결과값 행렬 Y 내 원소(element)들간의 차이에 관한 함수로 나타낼 수 있다. λ는 정확도(fidelity)와 정규화(regulation) 사이에서 균형을 맞추는 트레이드-오프(trade-off) 파라미터를 의미한다. argminY{K}함수는 K 값이 최소가 되는 결과값 행렬 Y를 출력으로 하는 함수이다.Here, X is an original value matrix, Y is a result matrix, and F (X, Y) is a function related to constraints of normalization and may be a fidelity function indicating how close X and Y are. J (X, Y) is a function that imposes a restriction on the result matrix Y as a regularization function. Here, the restriction may be the smoothness of the result matrix Y. In this case, the flatness may be expressed as a function of the difference between the elements in the result matrix Y. λ means a trade-off parameter that balances between fidelity and normalization. The argminY {K} function outputs the result matrix Y whose K value is minimum.
예를 들어, 정확도 함수 F(X,Y)는 다음과 같은 수학식 2로 표현될 수 있다.For example, the accuracy function F (X, Y) can be represented by the following equation (2).
수학식 2
Figure PCTKR2015011797-appb-M000002
Equation 2
Figure PCTKR2015011797-appb-M000002
여기서 X는 입력값 행렬, Y는 결과값 행렬을 의미하고, Xi는 X행렬 내 i번째 원소를 의미한다. 다만, 정확도 함수 F(X,Y)는 이에 제한되지 않고, 입력값과 결과값의 차이를 나타내는 다양한 함수로 표현될 수 있다.Where X is the input matrix, Y is the result matrix, and Xi is the i th element in the X matrix. However, the accuracy function F (X, Y) is not limited thereto, and may be represented by various functions representing a difference between an input value and a result value.
정규화 함수 J(X,Y)는 다음과 같은 수학식 3으로 표현될 수 있다.The normalization function J (X, Y) may be expressed by Equation 3 below.
수학식 3
Figure PCTKR2015011797-appb-M000003
Equation 3
Figure PCTKR2015011797-appb-M000003
여기서, TV(Y)는 결과값 행렬 Y에 대한 등방성 총변이(Isotropic Total Variation)를 의미하고, Y(i,j)는 결과값 행렬 Y의 i번째 행 j번째 열에 위치하는 원소(element)를 의미할 수 있다. N은 결과값 행렬 Y의 행의 개수, M은 결과값 행렬 Y의 열의 개수를 의미한다.Here, TV (Y) denotes isotropic total variation of the result matrix Y, and Y (i, j) denotes an element located in the j-th column of the i-th row of the result matrix Y. Can mean. N is the number of rows of the result matrix Y, M is the number of columns of the result matrix Y.
예를 들어, 정규화 함수 J(X,Y)는 다음과 같은 수학식 4로 표현될 수 있다.For example, the normalization function J (X, Y) can be expressed by the following equation (4).
수학식 4
Figure PCTKR2015011797-appb-M000004
Equation 4
Figure PCTKR2015011797-appb-M000004
여기서, TV(Y)는 결과값 행렬 Y에 대한 이방성 총변이(Anisotropic Total Variation)를 의미하고, Y(i,j)는 결과값 행렬 Y의 i번째 행 j번째 열에 위치하는 원소(element)를 의미할 수 있다. N은 결과값 행렬 Y의 행의 개수, M은 결과값 행렬 Y의 열의 개수를 의미한다.Here, TV (Y) denotes an anisotropic total variation of the result matrix Y, and Y (i, j) denotes an element located in the j th row of the i th row of the result matrix Y. Can mean. N is the number of rows of the result matrix Y, M is the number of columns of the result matrix Y.
다만, 정규화 함수 J(X,Y)는 이에 제한되지 않고, 결과값들에 대한 평탄도(예를 들어, 결과값들 간의 차이)를 나타내는 다양한 함수로 표현될 수 있다.However, the normalization function J (X, Y) is not limited thereto and may be represented by various functions indicating flatness (for example, difference between result values) with respect to the result values.
정규화부(16)는 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화 복원 블록들에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 역양자화 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 여기서, 정규화 역양자화 블록은 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록이고, 정규화 복원 블록은 정규화 역양자화 블록에 대해 역변환을 수행한 결과 생성된 정규화 레지듀얼 블록과 예측 블록을 합성함으로써 생성된 블록을 의미한다.When the normalization unit 16 performs normalization on the inverse quantization block, the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the inverse quantization block, and the pixel value difference between the pixels included in the normalized reconstruction blocks. Pixel values of the normalized inverse quantization block can be determined. Here, the normalized inverse quantization block is a block including result values generated by performing normalization on the inverse quantization block, and the normalization reconstruction block is a normalization residual block and a prediction block generated as a result of performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block. Means a block generated by synthesizing
정규화부(16)는 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 가중치 W는 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 소정의 값 T보다 작으면 소정의 임계값보다 작은 값이고, 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 T보다 크거나 같으면, 소정의 임계값보다 크거나 같은 값일 수 있다.When normalizing the inverse quantization block, the normalization unit 16 multiplies the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the inverse quantization block by a weight W and the pixels included in the normalized reconstruction block. The pixel values of the normalization block may be determined to minimize the pixel value difference between them. In this case, the weight W is a value smaller than a predetermined threshold when the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block is smaller than the predetermined value T, and the pixel value included in the normalized dequantization block. And the difference between the pixel values of the inverse quantization block may be greater than or equal to T, and greater than or equal to a predetermined threshold.
정규화부(16)는 예측 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 예측 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화 예측 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화 예측 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 예측 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 정규화 예측 블록은 예측 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록을 의미한다.When the normalization unit 16 normalizes the prediction block, the normalization unit 16 normalizes the difference between the pixel values included in the prediction block and the pixel values of the normalized prediction block and the pixel value difference between the pixels included in the normalized prediction block. Pixel values of the prediction block may be determined. In this case, the normalization prediction block refers to a block including result values generated by performing normalization on the prediction block.
한편, 예측 블록은 양방향 예측(bi-prediction)에 의해 생성된 블록일 수 있다. 즉, 예측 블록은 제1 참조 영상으로부터 예측된 제1 예측 블록의 픽셀값들 제2 참조 영상으로부터 예측된 제2 예측 블록의 픽셀값들을 이용하여 생성될 수 있다. 이때, 정규화부(16)는 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.Meanwhile, the prediction block may be a block generated by bi-prediction. That is, the prediction block may be generated using pixel values of the first prediction block predicted from the first reference image using pixel values of the second prediction block predicted from the second reference image. In this case, the normalizer 16 may perform normalization on the first prediction block and the second prediction block.
정규화부(16)는 복원된 현재 블록이 정규화되는 경우, 복원된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화 복원 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 복원 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 정규화 복원 블록은 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록을 의미한다.When the reconstructed current block is normalized, the normalizer 16 minimizes a difference between pixel values included in the reconstructed current block and pixel values of the normalized reconstructed block, and a pixel value difference between pixels included in the normalized reconstructed block. Pixel values of the normalized reconstruction block may be determined. In this case, the normalized recovery block refers to a block including result values generated by performing normalization on the restored current block.
한편, 정규화부(16)는 이전에 복호화된 주변 블록의 일부 영역을 포함하도록 현재 블록을 확장하여 확장된 현재 블록을 생성할 수 있다. 정규화부(16)는 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 확장된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들이 차이 및 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 정규화된 확장 복원 블록은 확장된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록을 의미할 수 있다. 정규화부(16)는 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀값들 중 현재 블록에 포함된 픽셀들의 위치에 대응하는 픽셀값들을 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀값들로 결정할 수 있다.Meanwhile, the normalizer 16 may generate an extended current block by extending the current block to include a partial region of a previously decoded neighboring block. When the normalization unit 16 performs normalization on the restored current block, the pixels included in the extended current block and the pixel values included in the normalized extended recovery block are different from each other. The pixel values of the normalized extended recovery block may be determined to minimize the pixel value difference between them. In this case, the normalized extended recovery block may mean a block including result values generated by performing normalization on the extended current block. The normalization unit 16 may determine pixel values corresponding to positions of pixels included in the current block among pixel values included in the normalized extended reconstruction block, as pixel values included in the normalized reconstruction block.
정규화부(16)는 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 필터링된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 정규화된 필터링 블록은 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록을 의미한다.When the normalization unit 16 performs normalization on the filtered current block, the pixel between the pixels included in the filtered current block and the pixel values of the normalized filtering block and the pixels included in the normalized filtering block is normalized. Pixel values included in the normalized filtering block minimizing the difference in values may be determined. In this case, the normalized filtering block refers to a block including result values generated by performing normalization on the filtered current block.
구체적으로 정규화부(16)는 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 필터링된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때 가중치 W는 필터링된 현재 블록의 경계 내부에 인접하는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 작거나 같은 값일 수 있다. 가중치 W는 필터링된 현재 블록의 픽셀들 중 필터링된 현재 블록의 경계에 떨어져 있는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 큰 값일 수 있다. 예를 들어, 가중치 W는 필터링된 현재 블록의 중앙 근처에 위치하는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 큰 값일 수 있다.Specifically, when the normalization unit 16 performs normalization on the filtered current block, a value obtained by multiplying the difference between pixel values included in the filtered current block and pixel values of the normalized extended reconstruction block by the weight W and normalized Pixel values of the normalized filtering block may be determined to minimize the pixel value difference between the pixels included in the filtering block. In this case, the weight W may be less than or equal to a predetermined value for pixels adjacent to the boundary of the filtered current block. The weight W may be greater than a predetermined value for pixels that are at the boundary of the filtered current block among the pixels of the filtered current block. For example, the weight W may be greater than a predetermined value for pixels located near the center of the filtered current block.
정규화는 원본값들과 결과값들의 차이 및 결과값들 간의 차이가 최소화되는 결과값들을 결정하기 위해 반복적인 프로세스를 수행하는 과정이다. 이때, 반복적인 프로세스는 미리 결정된 반복 횟수만큼 프로세스를 수행하여 결과값들을 결정할 수 있다. 또는 비디오 부호화 장치(10)는 반복 횟수를 결정하고, 결정된 반복 횟수에 관한 정보를 생성하여 비트스트림에 포함할 수 있다. 또한 반복 횟수는 비트스트림에 포함될 각종 신택스에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 각종 신택스는 양자화 파라미터(QP), 부호화 단위의 크기(CU_Size), 최대 변환 단위의 크기(Max_TU_Size), 최소 변환 단위의 크기(Min_TU_Size), 예측 모드(PredMode), 컬러 채널(Color Channel), 부호화된 블록을 나타내는 플래그(Coded Block Flag)에 관한 신택스일 수 있다.Normalization is the process of performing an iterative process to determine the difference between the original values and the result values and the result values that minimize the difference between the result values. In this case, the iterative process may perform the process by a predetermined number of repetitions to determine the result values. Alternatively, the video encoding apparatus 10 may determine the number of repetitions, generate information about the determined number of repetitions, and include the information in the bitstream. In addition, the number of repetitions may be determined according to various syntaxes to be included in the bitstream. For example, various syntaxes include a quantization parameter (QP), a size of a coding unit (CU_Size), a size of a maximum transformation unit (Max_TU_Size), a size of a minimum transformation unit (Min_TU_Size), a prediction mode (PredMode), and a color channel. ) May be a syntax regarding a flag indicating a coded block.
정규화는 원본값들과 결과값들의 차이 및 결과값들 간의 차이에 관한 트레이드-오프 파라미터(trade-off parameter) λ를 고려하여 결과값들을 결정하는 과정이고, 트레이드-오프 파라미터 λ는 정규화되는 블록의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 트레이드-오프 파리미터 λ는 정규화되는 블록이 변환 단위, 예측 단위 및 부호화 단위 크기의 블록인지 여부에 따라 달리 결정될 수 있다.Normalization is a process of determining the result values by considering a trade-off parameter λ relating to the difference between the original values and the result values and the difference between the result values, and the trade-off parameter λ is It may be determined according to the type. For example, the trade-off parameter λ may be determined differently depending on whether the normalized block is a block of a transform unit, a prediction unit, and a coding unit size.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는 부호화부(11), 역양자화부(12), 역변환부(13), 복원부(14), 필터링부(15) 및 정규화부(16)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 부호화부(11), 역양자화부(12), 역변환부(13), 복원부(14), 필터링부(15) 및 정규화부(16)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 부호화 장치(10)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 부호화부(11), 역양자화부(12), 역변환부(13), 복원부(14), 필터링부(15) 및 정규화부(16)가 제어될 수도 있다.The video encoding apparatus 10 according to an exemplary embodiment collectively includes an encoder 11, an inverse quantizer 12, an inverse transformer 13, a reconstructor 14, a filter 15, and a normalizer 16. It may include a central processor (not shown) to control. Alternatively, the encoder 11, the inverse quantizer 12, the inverse transformer 13, the decompressor 14, the filter 15 and the normalizer 16 operate by their own processors (not shown). As the processors (not shown) operate organically with each other, the video encoding apparatus 10 may operate as a whole. Alternatively, under the control of an external processor (not shown) of the video encoding apparatus 10, the encoder 11, the inverse quantizer 12, the inverse transform unit 13, the reconstruction unit 14, The filtering unit 15 and the normalization unit 16 may be controlled.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 부호화부(11), 역양자화부(12), 역변환부(13), 복원부(14), 필터링부(15) 및 정규화부(16)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(10)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.The video encoding apparatus 10 according to an embodiment may include the encoding unit 11, the inverse quantization unit 12, the inverse transform unit 13, the reconstruction unit 14, the filtering unit 15, and the normalization unit 16. It may include one or more data storage unit (not shown) that stores the input and output data. The video encoding apparatus 10 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 변환을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다.The video encoding apparatus 10 according to an embodiment may perform a video encoding operation including transformation by operating in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output a video encoding result. .
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 부호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(10) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.The internal video encoding processor of the video encoding apparatus 10 according to an embodiment may implement a video encoding operation as a separate processor. In addition, the video encoding apparatus 10, the central computing unit, or the graphics processing unit may include a video encoding processing module to implement a basic video encoding operation.
도 1b는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.1B is a flowchart of a video encoding method, according to an embodiment.
1110 단계에서, 비디오 부호화 장치(10)는 현재 블록에 포함된 계수를 부호화한다.In operation 1110, the video encoding apparatus 10 encodes a coefficient included in the current block.
1120 단계에서, 비디오 부호화 장치(10)는 부호화된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성한다.In operation 1120, the video encoding apparatus 10 generates an inverse quantization block by performing inverse quantization on a quantization block including encoded coefficients.
1130 단계에서, 비디오 부호화 장치(10)는 역양자화 블록을 역변환하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.In operation 1130, the video encoding apparatus 10 may generate a residual block by inversely transforming the inverse quantization block.
1140 단계에서, 비디오 부호화 장치(10)는 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.In operation 1140, the video encoding apparatus 10 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block.
1150 단계에서, 비디오 부호화 장치(10)는 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성할 수 있다.In operation 1150, the video encoding apparatus 10 may generate a filtered current block by performing filtering on the reconstructed current block.
1160 단계에서, 비디오 부호화 장치(10)는 역양자화 블록, 예측 블록, 복원된 현재 블록 및 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.In operation 1160, the video encoding apparatus 10 may perform normalization on at least one block among an inverse quantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block.
도 1c는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.1C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 1c를 참조하면, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는 역양자화부(21), 역변환부(22), 복원부(23), 필터링부(24) 및 정규화부(25)를 포함한다.Referring to FIG. 1C, the video decoding apparatus 20 according to an embodiment includes an inverse quantizer 21, an inverse transformer 22, a reconstructor 23, a filter 24, and a normalizer 25. do.
역양자화부(21)는 비트스트림으로부터 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행할 수 있다.The inverse quantization unit 21 may perform inverse quantization on a quantization block including coefficients obtained from a bitstream.
역변환부(22)는 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The inverse transform unit 22 may generate a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block.
복원부(23)는 레지듀얼 블록 및 예측부(미도시)에서 생성된 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다. 복원부(23)는 레지듀얼 블록의 샘플값과 예측 블록의 샘플값을 합하여 현재 블록의 샘플값들을 결정하여 현재 블록을 복원할 수 있다.The reconstruction unit 23 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block generated by the prediction unit (not shown). The reconstruction unit 23 may reconstruct the current block by determining the sample values of the current block by adding the sample value of the residual block and the sample value of the prediction block.
필터링부(24)는 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성할 수 있다.The filtering unit 24 may generate a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
정규화부(25)는 적어도 하나의 데이터 단위에 대해 정규화를 수행한다. 예를 들어, 정규화부(25)는 역양자화 블록, 예측 블록, 복원된 현재 블록 및 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 이때, 정규화는 원본값들과 결과값들의 차이 및 결과값들 간의 차이가 최소화되는 결과값들을 결정하는 과정이다. 다만 이에 제한되지 않고, 정규화는 원본값들과 결과값과의 관련값들의 차이 및 결과값과의 관련값 간의 차이가 최소화되는 결과값들을 결정하는 과정일 수 있다.The normalization unit 25 performs normalization on at least one data unit. For example, the normalizer 25 may perform normalization on at least one block of an inverse quantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block. In this case, normalization is a process of determining the result values in which the difference between the original values and the result values and the difference between the result values are minimized. However, the present invention is not limited thereto, and normalization may be a process of determining the result values in which the difference between the original values and the related values and the difference between the related values and the resultant values are minimized.
정규화부(25)는 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 역양자화 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 정규화 역양자화 블록은 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록을 의미할 수 있고, 정규화 복원 블록은 정규화 역양자화 블록에 대해 역변환을 수행한 결과 생성된 정규화 레지듀얼 블록과 예측 블록을 합성하여 생성된 블록을 의미할 수 있다.When the normalization unit 25 performs normalization on the dequantization block, the normalization unit 25 minimizes the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantization block, and the pixel value difference between the pixels included in the normalization reconstruction block. The pixel values of the normalized dequantization block may be determined. The normalized inverse quantization block may mean a block including result values generated by performing normalization on the inverse quantization block, and the normalization restoration block may include a normalization residual block generated as a result of performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block. It may mean a block generated by synthesizing the prediction block.
정규화부(25)는 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 역양자화 블록 내 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 가중치 W는 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 T보다 작으면 소정의 임계값보다 작은 값이고, 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 T보다 크거나 같으면, 소정의 임계값보다 크거나 같은 값일 수 있다.When the normalization unit 25 performs normalization on the inverse quantization block, the difference between the pixel values included in the normalized inverse quantization block and the pixel values of the inverse quantization block is multiplied by the weight W, and the pixels included in the normalization reconstruction block. The pixel values in the normalized dequantization block can be determined to minimize the pixel value difference between them. In this case, the weight W is smaller than a predetermined threshold when the difference between the pixel values included in the normalized dequantization block and the pixel values of the dequantized block is less than T, and is inverse to the pixel values included in the normalized dequantization block. If the difference between pixel values of the quantization block is greater than or equal to T, it may be greater than or equal to a predetermined threshold.
정규화부(25)는 예측 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 예측 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화 예측 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화 예측 블록들에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 예측 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 정규화 예측 블록은 예측 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록일 수 있다.When the normalization unit 25 performs normalization on the prediction block, the normalization unit 25 minimizes the difference between the pixel values included in the prediction block and the pixel values of the normalization prediction block and the pixel value difference between the pixels included in the normalization prediction blocks. Pixel values of the normalized prediction block may be determined. In this case, the normalization prediction block may be a block including result values generated by performing normalization on the prediction block.
한편, 예측 블록은 제1 참조 영상으로부터 예측된 제1 예측 블록의 픽셀값 및 제2 참조 영상으로부터 예측된 제2 예측 블록의 픽셀값들을 이용하여 생성될 수 있다. 이때, 정규화부(25)는 예측 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 제1 에측 블록 및 제2 예측 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.Meanwhile, the prediction block may be generated using pixel values of the first prediction block predicted from the first reference picture and pixel values of the second prediction block predicted from the second reference picture. In this case, when the normalization unit 25 performs normalization on the prediction block, the normalization unit 25 may perform normalization on the first prediction block and the second prediction block.
정규화부(25)는 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 복원된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화 복원 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화 복원 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. When the normalization unit 25 performs normalization on the restored current block, the difference between the pixel values included in the restored current block and the pixel values of the normalized decompression block, and the pixel value difference between the pixels included in the normalized decompression block. The pixel values of the normalized reconstruction block may be determined to minimize the value.
한편, 정규화부(25)는 이전에 복호화된 주변 블록의 일부 영역을 포함하도록 현재 블록을 확장하여 확장된 현재 블록을 생성할 수 있다. 정규화부(16)는 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 확장된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들이 차이 및 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 확장 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 정규화된 확장 복원 블록은 확장된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록을 의미할 수 있다.Meanwhile, the normalization unit 25 may generate an extended current block by extending the current block to include a partial region of a previously decoded neighboring block. When the normalization unit 16 performs normalization on the restored current block, the pixels included in the extended current block and the pixel values included in the normalized extended recovery block are different from each other. The pixel values of the normalized extension block can be determined to minimize the pixel value difference between them. In this case, the normalized extended recovery block may mean a block including result values generated by performing normalization on the extended current block.
정규화부(25)는 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀값들 중 현재 블록에 포함된 픽셀들의 위치에 대응하는 픽셀값들을 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀값들로 결정할 수 있다.The normalization unit 25 may determine pixel values corresponding to positions of pixels included in the current block among pixel values included in the normalized extended reconstruction block, as pixel values included in the normalized reconstruction block.
정규화부(25)는 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 필터링된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때, 정규화된 필터링 블록은 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록을 의미한다.When the normalization unit 25 performs normalization on the filtered current block, the pixel between the pixel values included in the filtered current block and the pixel values of the normalized filtering block and the pixels included in the normalized filtering block is normalized. Pixel values included in the normalized filtering block minimizing the difference in values may be determined. In this case, the normalized filtering block refers to a block including result values generated by performing normalization on the filtered current block.
구체적으로 정규화부(25)는 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하는 경우, 필터링된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들을 결정할 수 있다. 이때 가중치 W는 필터링된 현재 블록의 경계 내부에 인접하는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 작거나 같은 값일 수 있다. 가중치 W는 필터링된 현재 블록의 픽셀들 중 필터링된 현재 블록의 경계에 떨어져 있는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 큰 값일 수 있다. 예를 들어, 가중치 W는 필터링된 현재 블록의 중앙 근처에 위치하는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 큰 값일 수 있다.In detail, when the normalization unit 25 performs normalization on the filtered current block, a value obtained by multiplying the difference between pixel values included in the filtered current block and pixel values of the normalized extended reconstruction block by the weight W and normalized Pixel values of the normalized filtering block may be determined to minimize the pixel value difference between the pixels included in the filtering block. In this case, the weight W may be less than or equal to a predetermined value for pixels adjacent to the boundary of the filtered current block. The weight W may be greater than a predetermined value for pixels that are at the boundary of the filtered current block among the pixels of the filtered current block. For example, the weight W may be greater than a predetermined value for pixels located near the center of the filtered current block.
정규화는 원본값들과 결과값들의 차이 및 결과값들 간의 차이가 최소화되는 결과값들을 결정하기 위해 반복적인 프로세스를 수행하는 과정일 수 있다. 이때, 반복적인 프로세스는 미리 결정된 반복 횟수만큼 프로세스를 수행하여 결과값들을 결정할 수 있다. 비디오 복호화 장치(20)는 비트스트림에 포함된 반복 횟수에 관한 정보 또는 각종 신택스를 파싱하여 반복횟수를 결정할 수 있다.Normalization may be a process of performing an iterative process to determine the difference between the original values and the result values and the difference between the result values. In this case, the iterative process may perform the process by a predetermined number of repetitions to determine the result values. The video decoding apparatus 20 may determine the number of repetitions by parsing information about the number of repetitions included in the bitstream or various syntaxes.
정규화는 원본값들과 결과값들의 차이 및 결과값들 간의 차이에 관한 트레이드-오프 파라미터(trade-off parameter) λ를 고려하여 결과값들을 결정하는 과정이고, 트레이드-오프 파라미터 λ는 정규화되는 블록의 타입에 따라 결정될 수 있다.Normalization is a process of determining the result values by considering a trade-off parameter λ relating to the difference between the original values and the result values and the difference between the result values, and the trade-off parameter λ is It may be determined according to the type.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 역양자화부(21), 역변환부(22), 복원부(23), 필터링부(24) 및 정규화부(25)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 역양자화부(21), 역변환부(22), 복원부(23), 필터링부(24) 및 정규화부(25)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 복호화 장치(20)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 역양자화부(21), 역변환부(22), 복원부(23), 필터링부(24) 및 정규화부(25)가 제어될 수도 있다.The video decoding apparatus 20 according to an embodiment may include a central processor that collectively controls the inverse quantization unit 21, the inverse transform unit 22, the reconstruction unit 23, the filtering unit 24, and the normalization unit 25. (Not shown). Alternatively, the inverse quantization unit 21, the inverse transform unit 22, the decompression unit 23, the filtering unit 24, and the normalization unit 25 are operated by their own processors (not shown), and the processor (not shown). The video decoding apparatus 20 may be operated as a whole as the? Alternatively, according to the control of an external processor (not shown) of the video decoding apparatus 20, the inverse quantizer 21, the inverse transformer 22, the reconstructor 23, the filter 24, and The normalization unit 25 may be controlled.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 역양자화부(21), 역변환부(22), 복원부(23), 필터링부(24) 및 정규화부(25)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(20)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.The video decoding apparatus 20 according to an embodiment includes one in which input and output data of an inverse quantizer 21, an inverse transformer 22, a decompressor 23, a filter 24, and a normalizer 25 are stored. The data storage unit (not shown) may be included. The video decoding apparatus 20 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는, 비디오 복호화를 통해 비디오를 복원하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 디코딩 프로세서 또는 외부 비디오 디코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)의 내부 비디오 디코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 복호화 장치(20) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 디코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.The video decoding apparatus 20 according to an embodiment may perform a video decoding operation by operating in conjunction with an internal video decoding processor or an external video decoding processor to reconstruct the video through video decoding. The internal video decoding processor of the video decoding apparatus 20 according to an embodiment may implement a basic video decoding operation as a separate processor. In addition, the video decoding apparatus 20, the central processing unit, or the graphics processing unit may include a video decoding processing module to implement a basic video decoding operation.
도 1d는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.1D is a block diagram of a video decoding apparatus, according to an embodiment.
1210 단계에서, 비디오 복호화 장치(20)는 비트스트림으로부터 계수를 획득할 수 있다.In operation 1210, the video decoding apparatus 20 may obtain a coefficient from the bitstream.
1220 단계에서, 비디오 복호화 장치(20)는 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성할 수 있다.In operation 1220, the video decoding apparatus 20 may generate inverse quantization blocks by performing inverse quantization on a quantization block including the obtained coefficients.
1230 단계에서, 비디오 복호화 장치(20)는 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성한다.In operation 1230, the video decoding apparatus 20 generates a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block.
1240 단계에서, 비디오 복호화 장치(20)는 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.In operation 1240, the video decoding apparatus 20 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block.
1250 단계에서, 비디오 복호화 장치(20)는 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성할 수 있다.In operation 1250, the video decoding apparatus 20 may generate a filtered current block by performing filtering on the restored current block.
1260 단계에서, 비디오 복호화 장치(20)는 역양자화 블록, 예측 블록, 복원된 현재 블록 및 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.In operation 1260, the video decoding apparatus 20 may perform normalization on at least one of a dequantization block, a prediction block, a reconstructed current block, and a filtered current block.
도 2a는 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.2A is a block diagram of a video encoding apparatus, according to another embodiment.
도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(30)는 부호화부(31), 정규화된 역양자화부(32), 역변환부(33) 및 복원부(34)를 포함한다.Referring to FIG. 2A, a video decoding apparatus 30 according to an embodiment includes an encoder 31, a normalized inverse quantizer 32, an inverse transformer 33, and a reconstructor 34.
부호화부(31)는 영상을 부호화하여 부호화된 계수들을 포함하는 블록을 생성한다. 구체적으로, 부호화부(11)는 예측부(미도시)에서 생성된 예측 블록과 원본 영상에 포함된 현재 블록을 이용하여 레지듀얼 블록을 생성한다. 부호화부(11)는 원본 영상에 포함된 현재 블록의 샘플값으로부터 예측 블록의 샘플값을 감산하여 레지듀얼 블록에 포함된 샘플값을 결정할 수 있다.The encoder 31 encodes an image to generate a block including the encoded coefficients. In detail, the encoder 11 generates a residual block by using the prediction block generated by the predictor (not shown) and the current block included in the original image. The encoder 11 may determine the sample value included in the residual block by subtracting the sample value of the prediction block from the sample value of the current block included in the original image.
부호화부(11)는 레지듀얼 블록에 대해 변환을 수행하여 변환 블록을 생성한다. 부호화부(11)는 생성된 변환 블록에 대해 양자화를 수행하여 양자화 블록을 생성할 수 있다. 부호화된 계수들은 양자화 블록에 포함된 계수들일 수 있다.The encoder 11 generates a transform block by performing transform on the residual block. The encoder 11 may generate a quantization block by performing quantization on the generated transform block. The coded coefficients may be coefficients included in the quantization block.
정규화된 역양자화부(32)는 부호화된 계수들을 포함하는 양자화 블록에 대해 정규화된 역양자화를 수행하여 정규화된 역양자화 블록을 생성한다. 구체적으로 정규화된 역양자화부(32)는 정규화 양자화 블록의 픽셀값들과 양자화 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화된 역양자화 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 변화를 최소화하는 정규화된 역양자화 블록을 생성할 수 있다. 이때, 정규화 양자화 블록은 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 생성된 정규화된 역양자화 블록을 양자화하여 생성된 블록을 의미할 수 있다.The normalized dequantization unit 32 generates a normalized dequantization block by performing normalized dequantization on a quantization block including coded coefficients. In more detail, the normalized dequantization unit 32 selects a normalized dequantization block that minimizes the difference between the pixel values of the normalized quantization block and the pixel values of the quantization block and the pixel value change between the pixels included in the normalized dequantization block. Can be generated. In this case, the normalized quantization block may mean a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
역변환부(33)는 정규화된 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The inverse transform unit 33 may generate a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block.
복원부(34)는 예측부(미도시)로부터 예측된 예측블록 및 레지듀얼 블록을 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다. 복원부(34)는 예측 블록의 샘플값 및 레지듀얼 블록의 샘플값을 합하여 현재 블록의 샘플값을 복원할 수 있다.The reconstruction unit 34 may reconstruct the current block by using the prediction block and the residual block predicted from the prediction unit (not shown). The reconstructor 34 may reconstruct the sample value of the current block by adding the sample value of the prediction block and the sample value of the residual block.
도 2b는 다른 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.2B is a flowchart of a video encoding method according to another embodiment.
2110 단계에서, 비디오 부호화 장치(30)는 현재 블록에 포함된 계수를 부호화할 수 있다.In operation 2110, the video encoding apparatus 30 may encode coefficients included in the current block.
2120 단계에서, 비디오 부호화 장치(30)는 부호화된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 정규화된 역양자화를 수행하여 정규화된 역양자화 블록을 생성할 수 있다. 구체적으로 비디오 부호화 장치(30)는 정규화 양자화 블록의 픽셀값들과 양자화 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화된 역양자화 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 변화를 최소화하는 정규화된 역양자화 블록을 생성할 수 있다. 이때, 정규화 양자화 블록은 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 생성된 정규화된 역양자화 블록을 양자화하여 생성된 블록을 의미한다.In operation 2120, the video encoding apparatus 30 may generate a normalized dequantization block by performing normalized dequantization on a quantization block including the encoded coefficients. In detail, the video encoding apparatus 30 may generate a normalized inverse quantization block that minimizes the difference between the pixel values of the normalized quantization block and the pixel values of the quantization block and the pixel value change between the pixels included in the normalized inverse quantization block. Can be. In this case, the normalized quantization block refers to a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
2130 단계에서, 비디오 부호화 장치(30)는 정규화된 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.In operation 2130, the video encoding apparatus 30 may generate a residual block by performing inverse transform on the normalized inverse quantization block.
2140 단계에서, 비디오 부호화 장치(30)는 예측 블록 및 레지듀얼 블록을 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.In operation 2140, the video encoding apparatus 30 may reconstruct the current block using the prediction block and the residual block.
도 2c는 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.2C is a block diagram of a video decoding apparatus, according to another embodiment.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(40)는 정규화된 역양자화부(41), 역변환부(42) 및 복원부(43)을 포함한다.The video decoding apparatus 40 according to an embodiment includes a normalized inverse quantizer 41, an inverse transformer 42, and a reconstructor 43.
비트스트림 획득부(미도시)는 비트스트림으로부터 계수를 획득할 수 있다.The bitstream obtainer (not shown) may obtain coefficients from the bitstream.
정규화된 역양자화부(41)는 비트스트림 획득부(미도시)에서 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 정규화된 역양자화를 수행하여 정규화된 역양자화 블록을 생성할 수 있다. 정규화된 역양자화부(41)는 정규화 양자화 블록의 픽셀값들과 양자화 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화된 역양자화 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 역양자화 블록을 생성할 수 있다. 이때, 정규화 양자화 블록은 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 생성된 정규화된 역양자화 블록을 양자화하여 생성된 블록을 의미할 수 있다.The normalized dequantization unit 41 may generate a normalized dequantization block by performing normalized dequantization on a quantization block including coefficients obtained by a bitstream obtainer (not shown). The normalized inverse quantization unit 41 generates a normalized inverse quantization block that minimizes the difference between the pixel values of the normalized quantization block and the pixel values of the quantization block and the pixel value difference between the pixels included in the normalized inverse quantization block. Can be. In this case, the normalized quantization block may mean a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
역변환부(42)는 정규화된 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The inverse transform unit 42 may generate a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block.
복원부(43)는 예측부(미도시)에서 생성된 예측 블록 및 역변환부(42)에서 생성된 레지듀얼 블록을 이용하여 현재 블록을 복원한다. 복원부(43)는 예측 블록의 샘플값 및 레지듀얼 블록의 샘플값을 더하여 현재 블록의 샘플값을 복원할 수 있다.The reconstruction unit 43 reconstructs the current block by using the prediction block generated by the prediction unit (not shown) and the residual block generated by the inverse transformer 42. The reconstructor 43 may reconstruct the sample value of the current block by adding the sample value of the prediction block and the sample value of the residual block.
도 2d는 다른 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.2D is a flowchart of a video decoding method according to another embodiment.
2210 단계에서, 비디오 복호화 장치(40)는 비트스트림으로부터 계수를 획득할 수 있다.In operation 2210, the video decoding apparatus 40 may obtain a coefficient from the bitstream.
2220 단계에서, 비디오 복호화 장치(40)는 정규화 양자화 블록의 픽셀값들과 양자화 블록의 픽셀값들의 차이 및 정규화된 역양자화 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 역양자화 블록을 생성할 수 있다. 이때, 정규화 양자화 블록은 양자화블록에 대해 역양자화를 수행하여 생성된 정규화된 역양자화 블록을 양자화하여 생성된 블록을 의미할 수 있다.In operation 2220, the video decoding apparatus 40 performs a normalized inverse quantization block that minimizes a difference between pixel values of the normalized quantization block and pixel values of the quantization block and pixels included in the normalized inverse quantization block. Can be generated. In this case, the normalized quantization block may mean a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block.
2230 단계에서, 비디오 복호화 장치(40)는 정규화된 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.In operation 2230, the video decoding apparatus 40 may generate a residual block by performing inverse transform on the normalized inverse quantization block.
2240 단계에서, 비디오 복호화 장치(40)는 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.In operation 2240, the video decoding apparatus 40 may reconstruct the current block by using the residual block and the prediction block.
도 3은 비디오 복호화 장치의 환경을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing an environment of a video decoding apparatus.
도 3을 참조하면, 비디오 복호화 장치(3000)는 엔트로피 복호화부(3010), 역양자화부(3020), 역변환부(3030), 인터 예측부(3040), 인트라 예측부(3050), 필터링부(3060) 및 복원 픽처 버퍼(3070)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the video decoding apparatus 3000 may include an entropy decoder 3010, an inverse quantizer 3020, an inverse transformer 3030, an inter predictor 3040, an intra predictor 3050, and a filter ( 3060 and a reconstructed picture buffer 3070.
엔트로피 복호화부(3010)는 비트스트림으로부터 수신한 계수를 엔트로피 복호화하여 엔트로피 복호화된 계수를 획득할 수 있다.The entropy decoder 3010 may entropy decode coefficients received from the bitstream to obtain entropy decoded coefficients.
역양자화부(3020)는 엔트로피 복호화된 계수를 역양자화하여 역양자화된 계수를 생성할 수 있다. 한편, 역양자화부(3020)가 엔트로피 복호화된 계수를 역양자화하는 과정에서 계수의 양자화로 인해 생긴 원본과의 차이가 나타나게 된다.The inverse quantization unit 3020 may generate inverse quantized coefficients by inversely quantizing the entropy decoded coefficients. On the other hand, the inverse quantization unit 3020 is a difference from the original due to the quantization of the coefficients in the process of inverse quantization of the entropy decoded coefficients.
일 실시예 따른 비디오 복호화 장치(3000)에 정규화부(3080)를 포함할 수 있다.The video decoding apparatus 3000 according to an embodiment may include a normalizer 3080.
정규화부(3080)는 역양자화된 신호에 대해 정규화를 수행함으로써, 정규화가 수행되지 않았을때와 비교하여 원본과의 차이를 줄여 역양자화 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.By normalizing the dequantized signal, the normalization unit 3080 may improve the quality of the dequantized signal by reducing a difference from the original compared to when no normalization is performed.
역변환부(3030)는 역양자화된 계수를 포함하는 역양자화 블록을 역변환하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The inverse transform unit 3030 may generate a residual block by inversely transforming an inverse quantization block including an inverse quantized coefficient.
인터 예측부(3040)는 이전에 복원되어 복원 픽처 버퍼(3070)에 저장된 참조 픽처의 샘플들을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.The inter prediction unit 3040 may generate a prediction block of the current block by using samples of the reference picture previously reconstructed and stored in the reconstructed picture buffer 3070.
인트라 예측부(3050)는 이전에 복원된 현재 픽처 내 샘플들을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.The intra predictor 3050 may generate a prediction block of the current block by using samples in the current picture that have been previously reconstructed.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(3000)는 정규화부(3085)를 포함할 수 있다.The video decoding apparatus 3000 according to an embodiment may include a normalizer 3085.
정규화부(3085)는 인터 예측부(3040) 또는 인트라 예측부(3050)로부터 예측된 신호에 대해 정규화를 수행함으로써, 정규화가 수행되지 않았을때와 비교하여 원본과의 차이를 줄여 예측 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.The normalization unit 3085 performs normalization on the signal predicted from the inter prediction unit 3040 or the intra prediction unit 3050, thereby reducing the difference from the original compared to when the normalization is not performed, thereby improving the quality of the prediction signal. Can be improved.
역변환부(3030)에서 획득된 레지듀얼 블록 및 인터 예측부(3040) 또는 인트라 예측부(3050)로부터 획득된 예측 블록을 이용하여 현재 블록이 복원될 수 있다. 즉, 역변환부(3030)에서 획득된 레지듀얼 블록의 샘플값 및 인터 예측부(3040) 또는 인트라 예측부(3050)로부터 획득된 예측 블록의 샘플값을 합하여 현재 블록의 샘플값이 복원될 수 있다.The current block may be reconstructed using the residual block obtained by the inverse transform unit 3030 and the prediction block obtained from the inter predictor 3040 or the intra predictor 3050. That is, the sample value of the current block may be reconstructed by adding the sample value of the residual block obtained by the inverse transformer 3030 and the sample value of the prediction block obtained from the inter predictor 3040 or the intra predictor 3050. .
일 실시에에 따른 비디오 복호화 장치(3000)는 정규화부(3090)를 포함할 수 있다. 정규화부(3090)는 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행한다. 정규화를 수행함으로써 생성된 결과값은 정규화가 수행되지 않았을때와 비교하여 원본과의 차이를 줄여 복원 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.The video decoding apparatus 3000 according to an embodiment may include a normalizer 3090. The normalization unit 3090 performs normalization on the restored current block. The result value generated by performing the normalization can improve the quality of the reconstruction signal by reducing the difference from the original compared to when the normalization is not performed.
필터링부(3060)는 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 블록을 생성할 수 있다. 예를 들어, 필터링부(3060)는 복원된 현재 블록에 대해 디블록킹 필터링 또는 샘플 적응적 오프셋 필터링을 수행하여 필터링된 블록을 생성할 수 있다.The filtering unit 3060 may generate a filtered block by performing filtering on the restored current block. For example, the filtering unit 3060 may generate a filtered block by performing deblocking filtering or sample adaptive offset filtering on the restored current block.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(3000)는 정규화부(3095)를 포함한다.The video decoding apparatus 3000 according to an embodiment includes a normalizer 3095.
정규화부(3095)는 필터링된 신호에 대해 정규화를 수행함으로써, 정규화가 수행되지 않았을때와 비교하여 원본과의 차이를 줄여 필터링된 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 비디오 복호화 장치(3000)가 블록 기반으로 복호화하는 경우, 블록화 왜곡 현상이 발생하는데, 이러한 현상을 감소시키기 위해 정규화를 수행할때, 블록의 경계를 기준으로 떨어진 픽셀들의 거리에 따라 적응적으로 정규화를 수행함으로써 블록화 왜곡 현상을 줄일 수 있다.By normalizing the filtered signal, the normalization unit 3095 may improve the quality of the filtered signal by reducing the difference from the original compared to when the normalization is not performed. That is, when the video decoding apparatus 3000 decodes on a block basis, a blocking distortion phenomenon occurs. When normalization is performed to reduce this phenomenon, the video decoding apparatus 3000 adaptively adapts the distance of pixels that are separated from the boundary of the block. Blocking distortion can be reduced by performing normalization.
도 4a는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 엔트로피 복호화된 신호에 대해 정규화된-역양자화(regularized-dequantization)를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4A is a diagram for describing a process of performing normalized-dequantization on an entropy decoded signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 4a를 참조하면, 비디오 복호화 장치(4000)는 엔트로피 복호화부(4010)및 정규화된 역양자화부(4020)를 포함한다.Referring to FIG. 4A, the video decoding apparatus 4000 includes an entropy decoder 4010 and a normalized inverse quantizer 4020.
비디오 복호화 장치(4000)는 비트스트림으로부터 계수를 획득한다. 엔트로피 복호화부(4010)는 비트스트림으로부터 획득된 계수를 엔트로피 복호화하여 엔트로피 복호화된 계수를 획득할 수 있다. 이때, 엔트로피 복호화된 계수는 양자화 계수일 수 있다.The video decoding apparatus 4000 obtains coefficients from the bitstream. The entropy decoder 4010 may obtain entropy decoded coefficients by entropy decoding coefficients obtained from the bitstream. In this case, the entropy decoded coefficient may be a quantized coefficient.
일반적인 비디오 복호화 장치는 역양자화부(4015)를 포함하고 있고, 역양자화부(4015)는 양자화 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화된 계수를 생성할 수 있다.A general video decoding apparatus includes an inverse quantization unit 4015, and the inverse quantization unit 4015 may generate inverse quantized coefficients by performing inverse quantization on a quantization block including quantization coefficients.
다만 양자화 과정으로 인해 정보 손실이 발생할 수 있기 때문에 역양자화 신호의 구조(structure)에 관한 사전 정보(prior information)을 알고 있는 경우, 역양자화 과정을 개선하여 역양자화된 신호의 품질을 개선할 수 있다. 즉, 양자화된 신호에 대해 정규화된 역양자화를 수행함으로써 역양자화 과정을 개선하여 역양자화 신호의 품질을 개선할 수 있다.However, since information loss may occur due to the quantization process, when the prior information on the structure of the inverse quantized signal is known, the quality of the dequantized signal may be improved by improving the inverse quantization process. . That is, by performing normalized dequantization on the quantized signal, the dequantization process may be improved to improve the quality of the dequantized signal.
일 실시예에 따른 정규화된 역양자화부(4020)는 양자화된 신호에 대해 다음 수학식 5에 의해 정규화를 수행할 수 있다.The normalized dequantization unit 4020 according to an embodiment may normalize the quantized signal by Equation 5 below.
수학식 5
Figure PCTKR2015011797-appb-M000005
Equation 5
Figure PCTKR2015011797-appb-M000005
이때 X는 양자화 행렬로, 일반적으로 엔트로피 복호화를 수행한 결과로 생성된 양자화 신호를 포함하는 원본값 행렬을 의미한다. Y는 정규화를 수행하여 생성된 결과값 행렬을 의미한다. δ는 각 원소(element)에 대한 정확도(fidelity)의 제약으로, 각 원소에 대한 소정의 값일 수 있다. 즉, δ는 결과값에 양자화를 수행한 값과 원본값 간의 차이에 관한 상한을 의미한다. J(Y)는 Y에 관한 정규화 함수를 의미한다. 예를 들어 J(Y)는 Y를 변수로 하는 총변이(total varization)일 수 있다. argminY{J(Y)}는 J(Y)의 값이 최소화되는 결과값 행렬 Y를 구하는 함수를 의미한다.In this case, X is a quantization matrix and generally refers to an original value matrix including a quantization signal generated as a result of performing entropy decoding. Y means a result matrix generated by performing normalization. δ is a constraint of fidelity for each element and may be a predetermined value for each element. That is, δ means an upper limit on the difference between the quantized value and the original value of the result value. J (Y) means the normalization function for Y. For example, J (Y) may be total varization with Y as a variable. argminY {J (Y)} is a function for obtaining a result matrix Y whose value of J (Y) is minimized.
도 4b는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 역양자화된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4B is a diagram for describing a process of performing normalization on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 4b는 비디오 부호화 장치(4100)는 변환부(4110), 양자화부(4120), 엔트로피 부호화부(4130), 역양자화부(4140), 정규화부(4150), 역변환부(4160), 예측부(4170) 및 복원부(4180)을 포함한다.4B, the video encoding apparatus 4100 includes a transformer 4110, a quantizer 4120, an entropy encoder 4130, an inverse quantizer 4140, a normalizer 4150, an inverse transformer 4160, and a predictor. 4170 and the restoration unit 4180.
변환부(4110)는 레지듀얼 성분을 포함하는 레지듀얼 블록에 대해 변환을 수행하여 변환 블록을 생성한다. 레지듀얼 성분은 원본 블록과 예측 블록 간의 차이를 나타내는 성분을 의미한다.The transformer 4110 generates a transform block by performing a transform on the residual block including the residual component. The residual component refers to a component representing the difference between the original block and the prediction block.
양자화부(4120)는 변환 블록을 양자화하여 양자화 블록을 생성한다. 엔트로피 부호화부(4130)는 양자화 블록을 엔트로피 부호화하여 엔트로피 부호화된 계수를 생성하고, 엔트로피 부호화된 계수를 포함하는 비트스트림을 생성한다.The quantization unit 4120 generates a quantization block by quantizing the transform block. The entropy encoder 4130 entropy codes the quantization block to generate entropy coded coefficients, and generates a bitstream including the entropy coded coefficients.
역양자화부(4140)는 양자화된 양자화 블록을 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성할 수 있다. 예를 들어, 역양자화부(4140)는 양자화된 양자화 블록의 샘플값들에 양자화 파라미터를 곱하여 역양자화 블록의 샘플값을 생성할 수 있다.The inverse quantization unit 4140 may generate inverse quantization blocks by inverse quantization of the quantized quantization block. For example, the inverse quantization unit 4140 may generate the sample value of the inverse quantization block by multiplying the sample values of the quantized quantization block by the quantization parameter.
정규화부(4150)는 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하여 결과값을 생성할 수 있다. 정규화되어 생성된 결과값은 역변환부(4160)의 입력 신호가 될 수 있다.The normalizer 4150 may generate a result value by performing normalization on the inverse quantization block. The normalized and generated result value may be an input signal of the inverse transform unit 4160.
정규화부(4150)는 역변환부(4160)에서 결과값에 대해 역변환을 수행하여 생성된 출력 신호 및 예측부(4170)의 출력 신호를 이용하여 정규화를 수행할 수 있다.The normalizer 4150 may perform normalization using the output signal generated by performing inverse transformation on the result value by the inverse transformer 4160 and the output signal of the predictor 4170.
정규화부(4150)는 다음과 같은 수학식 6을 이용하여 역양자화 블록에 대한 정규화를 수행할 수 있다.The normalization unit 4150 may perform normalization on the inverse quantization block using Equation 6 as follows.
수학식 6
Figure PCTKR2015011797-appb-M000006
Equation 6
Figure PCTKR2015011797-appb-M000006
여기서 Xdeq는 역양자화된 변환 계수를 의미하고, Y는 정규화된 결과값 행렬을 의미할 수 있다. Ф1은 Xdeq와 Y 간에 얼마나 가까워야 하는지를 정의하는 함수로, 정확도 함수에 대한 가중치 함수를 의미한다.Xdeq may mean an inverse quantized transform coefficient, and Y may mean a normalized result matrix. Ф1 is a function that defines how close Xdeq should be to Y. It is a weight function for the accuracy function.
J(K)는 K에 대한 정규화 함수를 의미하고, P는 시간 도메인 상에서 예측된 예측신호를 의미할 수 있다. ·는 행렬 내 원소별 곱셉 기호를 의미할 수 있다. IDCT(Y)는 결과값 Y에 대해 역변환(예를 들어, IDCT)를 수행한 행렬을 의미할 수 있다. λ 는 정확도 및 정규화 간에 균형을 조절하는 트레이트 오프 파라미터를 의미할 수 있다.J (K) may mean a normalization function for K, and P may mean a predicted signal predicted in the time domain. · May mean a multiplication symbol for each element in the matrix. IDCT (Y) may mean a matrix in which an inverse transform (eg, IDCT) is performed on the result value Y. λ may refer to a trade off parameter that balances accuracy and normalization.
즉, 수학식 6에 의하면 결과값 행렬 Y와 원본값 행렬 Xdeq 간의 차이 및 결과값 행렬 Y에 역변환을 수행하여 생성된 신호 행렬과 예측 신호 행렬을 합성한 행렬(즉, 복원 신호 행렬)들의 평탄도(smoothness)를 고려하여 결과값 행렬 Y가 결정될 수 있다. argminY{K}는 K의 값이 최소화되는 결과값 행렬 Y를 구하는 함수를 의미한다.That is, according to Equation 6, the flatness of the matrixes (that is, the reconstructed signal matrices) obtained by synthesizing the difference between the result matrix Y and the original matrix Xdeq and the inverse transform of the result matrix Y and the predicted signal matrix The result matrix Y may be determined in consideration of the smoothness. argminY {K} is a function for obtaining a result matrix Y whose value of K is minimized.
한편, 정규화 함수 J(K)는 다음과 같은 수학식 7에 의해 J1(K)로 정의 될 수 있다.On the other hand, the normalization function J (K) may be defined as J 1 (K) by the following equation (7).
수학식 7
Figure PCTKR2015011797-appb-M000007
Equation 7
Figure PCTKR2015011797-appb-M000007
여기서, J1(K)는 영산 신호 K 행렬의 총변이(total variation)를 의미할 수 있다. 구체적으로 J1(K)는 K 행렬의 등방성 총변이(isotropic total variation)일 수 있다. 예를 들어, J1(K)의 값이 작을수록 영상 신호 K 행렬에 포함된 신호들 간의 차이값이 작아지므로, 영상의 평탄도가 커질 수 있다.Here, J1 (K) may mean a total variation of the matrix K matrix. In detail, J1 (K) may be an isotropic total variation of the K matrix. For example, the smaller the value of J1 (K), the smaller the difference between the signals included in the image signal K matrix, so that the flatness of the image may increase.
다른 실시예에 의하면, 정규화 함수 J(K)는 다음과 같은 수학식 8에 의해 J2(K)로 정의 될 수 있다.According to another embodiment, the normalization function J (K) may be defined as J2 (K) by Equation 8 as follows.
수학식 8
Figure PCTKR2015011797-appb-M000008
Equation 8
Figure PCTKR2015011797-appb-M000008
여기서, J2(K)는 영상 신호 K 행렬의 총변이(total variation)를 의미할 수 있다. 구체적으로 J2(K)는 영상 신호 K 행렬의 이방성 총변이(antisotropic total variation)일 수 있다. 예를 들어, J2(K)의 값이 작을수록 영상 신호 K 행렬에 포함된 신호들 간의 차이값이 작아지므로, 영상의 평탄도가 커질 수 있다.Here, J2 (K) may mean a total variation of the image signal K matrix. In detail, J2 (K) may be an anisotropic total variation of the image signal K matrix. For example, the smaller the value of J2 (K), the smaller the difference between the signals included in the image signal K matrix, so that the flatness of the image may be increased.
결과적으로 정규화부(4150)는 변환 도메인(예를 들어, DCT 도메인) 상에서의 결과값에 대한 정규화를 수행하여 개선된 신호를 획득할 수 있다.As a result, the normalizer 4150 may obtain an improved signal by performing normalization on the result value on the transform domain (eg, the DCT domain).
역변환부(4160)는 정규화된 결과값을 포함하는 블록에 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The inverse transform unit 4160 may generate a residual block by performing an inverse transform on a block including a normalized result value.
예측부(4170)는 현재 블록에 관한 인터 또는 인트라 예측을 수행하여 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.The prediction unit 4170 may generate a prediction block of the current block by performing inter or intra prediction on the current block.
복원부(4180)는 예측 블록 및 레지듀얼 블록을 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.The reconstruction unit 4180 may reconstruct the current block by using the prediction block and the residual block.
도 4c는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 역양자화된 신호에 대해 정규화된-역변환(regularized-inverse transformation)를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4C is a diagram for describing a process of performing normalized-inverse transformation on a dequantized signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 4c를 참조하면, 비디오 부호화 장치(4200)는 변환부(4210), 양자화부(4220), 엔트로피 부호화부(4230), 역양자화부(4240), 정규화된 역변환부(4250), 예측부(4260) 및 복원부(4270)를 포함한다.Referring to FIG. 4C, the video encoding apparatus 4200 may include a transformer 4210, a quantizer 4220, an entropy encoder 4230, an inverse quantizer 4240, a normalized inverse transformer 4250, and a predictor ( 4260 and the restoration unit 4270.
비디오 부호화 장치(4200)의 변환부(4210), 양자화부(4220), 엔트로피 부호화부(4230), 역양자화부(4240), 예측부(4260)는 비디오 부호화 장치(4100)의 변환부(4110), 양자화부(4120), 엔트로피 부호화부(4130), 역양자화부(4140) 및 예측부(4170)과 동일한 동작을 수행하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.The transform unit 4210, the quantizer 4220, the entropy encoder 4230, the inverse quantizer 4240, and the predictor 4260 of the video encoding apparatus 4200 are transform units 4110 of the video encoding apparatus 4100. ), The same operations as the quantization unit 4120, the entropy encoding unit 4130, the inverse quantization unit 4140, and the prediction unit 4170 are omitted.
정규화된 역변환부(4250)는 다음과 같은 수학식 9를 이용하여 역양자화 블록에 대한 정규화된 역변환을 수행할 수 있다.The normalized inverse transform unit 4250 may perform normalized inverse transform on the inverse quantization block by using Equation 9 as follows.
수학식 9
Figure PCTKR2015011797-appb-M000009
Equation 9
Figure PCTKR2015011797-appb-M000009
여기서, Xdeq는 역양자화된 변환 계수를 포함하는 행렬을 의미하고, Z는 정규화된 역변환을 수행한 결과값을 포함하는 행렬을 의미한다. Ф1는 Xdeq와 y간 얼마나 가까워야 하는지를 정의하는 함수이고, 정확도 함수에 대한 가중치 함수를 의미한다. J(K)는 정규화 함수를 의미하고, P는 시간 도메인 상에서 예측된 예측신호를 의미할 수 있다. ·는 행렬 내 원소별 곱셉 기호를 의미할 수 있다. λ는 정확도 및 정규화 간에 균형을 조절하는 트레이드-오프 파라미터를 의미할 수 있다. argminY{K}는 K의 값이 최소화되는 결과값 행렬 Y를 구하는 함수를 의미한다.Here, Xdeq denotes a matrix including inverse quantized transform coefficients, and Z denotes a matrix including a result of performing normalized inverse transform. Ф1 is a function that defines how close Xdeq should be to y, and means a weight function for the accuracy function. J (K) may mean a normalization function, and P may mean a prediction signal predicted in the time domain. · May mean a multiplication symbol for each element in the matrix. [lambda] can mean a trade-off parameter that adjusts the balance between accuracy and normalization. argminY {K} is a function for obtaining a result matrix Y whose value of K is minimized.
즉, 수학식 9에 의하면 정규화를 수행하여 생성된 결과값 행렬 Z와 입력값 행렬 Xdeq 간의 차이 및 결과값 행렬 Z과 예측 신호 행렬 P를 합성한 값(즉, 복원 신호 행렬)들의 평탄도(smoothness)를 고려하여 정규화된 역변환을 수행한 결과값이 결정될 수 있다. 즉, 정규화된 역변환부(4250)는 정규화된 역변환을 통해 시간 도메인 상에서의 개선된 결과값을 획득할 수 있다.That is, according to Equation 9, the difference between the resultant matrix Z and the input matrix Xdeq generated by performing normalization and the smoothness of the values (that is, the reconstructed signal matrix) obtained by combining the resultant matrix Z and the predictive signal matrix P. ), The result of performing the normalized inverse transform may be determined. That is, the normalized inverse transform unit 4250 may obtain an improved result value in the time domain through the normalized inverse transform.
도 4d는 역양자화된 신호에 대해 정규화를 수행되는 과정에서 이용되는 정확도에 대한 가중치 함수를 나타낸 그래프이다.4D is a graph illustrating a weight function for accuracy used in the process of performing normalization on an inverse quantized signal.
도 4d는 수학식 8,9에서 정의되는 Ф1함수의 한 형태인 Ф함수를 나타낸 그래프를 도시하고 있다. 구체적으로 Ф(x)는 행렬 X의 각각의 원소(element)에 대한 가중치를 정의하는 행렬일 수 있다. 예를 들어, 양자화 에러(quantization error)가 특정 값(예를 들어, T)을 상한으로 하는 경우, 도 4d를 참조하면, Ф(x)는 행렬 X 내 원소 x가 특정 값(예를 들어, T)보다 작은 경우, Ф(x)는 Th보다 작거나 같은 값일 수 있다. Ф(x)는 행렬 X 내 원소 x가 특정 값(예를 들어, T)보다 크거나 같은 경우, Ф(x)는 Th보다 크거나 같은 값일 수 있다.FIG. 4D shows a graph showing the Ф function, which is a form of the F1 function defined in Equations 8 and 9. FIG. In more detail, Ф (x) may be a matrix defining weights for each element of the matrix X. For example, if the quantization error has a specific value (eg, T) as an upper limit, referring to FIG. 4D, Ф (x) indicates that element x in matrix X is a specific value (eg, If smaller than T), Ф (x) may be less than or equal to Th. Ф (x) may be greater than or equal to Th when element x in matrix X is greater than or equal to a particular value (eg, T).
한편, 이에 제한되지 않고 Ф(x)는 다양한 형태의 함수일 수 있다. 예를 들어, Ф(x)를 이용하여 주파수 적응적으로 가중치를 부여함으로서 특정 주파수에 대한 성분을 유지할 수 있다.Meanwhile, the present invention is not limited thereto, and Ф (x) may be a function of various forms. For example, the weight may be adaptively weighted using Ф (x) to maintain components for a specific frequency.
정규화를 수행하여 결과값을 결정하기 위해 반복적인 과정이 수행될 수 있다. 즉, 반복적인 과정에서 결정된 결과값들 중 수학식의 값을 최소화하는 결과값을 결정하게 된다. 반복적인 과정은 특별한 조건이 없다면 이론적으로 무한대의 반복적인 과정을 수행하여야 한다. 따라서 상기 언급한 정규화, 정규화된 역양자화 및 정규화된 역변환과 같은 반복적인 과정을 중단하기 위한 조건이 미리 정의될 필요가 있다.An iterative process may be performed to determine the result by normalization. That is, the result value that minimizes the value of the equation among the result values determined in the iterative process is determined. The iterative process should theoretically carry out an infinite iterative process unless there are special conditions. Therefore, conditions for stopping repetitive processes such as the above-mentioned normalization, normalized inverse quantization and normalized inverse transformation need to be defined in advance.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20,40)는 반복적인 과정의 횟수를 소정의 횟수만큼 반복할 수 있다. 즉, 반복적인 과정의 횟수는 상수(constant)일 수 있다.The video decoding apparatus 20 or 40 according to an exemplary embodiment may repeat the number of repetitive processes by a predetermined number of times. In other words, the number of repetitive processes may be constant.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20,40)는 반복적인 과정의 횟수에 관한 정보를 비트스트림으로부터 획득하고, 반복적인 과정의 횟수가 비트스트림으로부터 획득된 반복적인 과정의 횟수에 관한 정보로부터 결정될 수 있다.The video decoding apparatus 20 or 40 according to an exemplary embodiment obtains information on the number of repetitive processes from the bitstream, and the number of repetitive processes is determined from information on the number of repetitive processes obtained from the bitstream. Can be.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20,40)는 정규화에 대한 반복적인 과정을 수행하면서 획득되는 정규화 함수 값들 간의 차이가 미리 정해진 임계값 T1보다 작거나 같은 경우 반복적인 과정을 중단한다고 결정할 수 있다. 즉, 정규화에 대한 반복적인 과정을 수행되면서 정규화 함수 값이 수렴되게 된다. 따라서 정규화 함수 값들 간의 차이가 미리 정해진 임계값 T1보다 작거나 같다면, 비디오 복호화 장치는 정규화 함수 값이 최소값에 수렴하는 것으로 결정하여 반복적인 과정을 중단하고, 정규화 함수 값들 중 하나의 정규화 함수 값을 결과값으로 결정할 수 있다.The video decoding apparatus 20 or 40 according to an embodiment may determine that the repetitive process is stopped when the difference between normalization function values obtained while performing an iterative process for normalization is less than or equal to a predetermined threshold value T1. . That is, as the iterative process for normalization is performed, the normalization function values converge. Therefore, if the difference between the normalization function values is less than or equal to the predetermined threshold value T1, the video decoding apparatus determines that the normalization function value converges to the minimum value and stops the iterative process, and the normalization function value of one of the normalization function values is determined. Can be determined by the result.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20, 40)는 반복적인 과정을 수행하는 과정에서 정규화의 결과값과 원본값과의 차이가 소정의 임계값 T2보다 크거나 같은 경우, 정규화에 대한 반복적인 과정을 중단할 수 있다. 즉, 비디오 복호화 장치(20, 40)는 원본값과 결과값의 차이가 크지 않은 범위 내에서 결과값을 결정할 수 있다.The video decoding apparatus 20 or 40 according to an embodiment may repeat the process of normalization when a difference between the result value of the normalization and the original value is greater than or equal to a predetermined threshold value T2 during the iterative process. You can stop. That is, the video decoding apparatuses 20 and 40 may determine the result value within a range in which the difference between the original value and the result value is not large.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20, 40)는 임계값 T1 또는 임계값 T2를 미리 결정된 값으로 결정할 수 있다.The video decoding apparatuses 20 and 40 according to an embodiment may determine the threshold T1 or the threshold T2 as a predetermined value.
다만, 비디오 복호화 장치(20, 40)는 이에 제한되지 않고 다양한 방법에 의해 임계값 T1 또는 T2를 결정할 수 있다. 예를 들어, 임계값 T1 또는 T2는 다양한 신택스 요소 및 시맨틱 요소에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로 비디오 복호화 장치(20, 40)는 양자화 파라미터(QP), 부호화 단위의 크기(CU_Size), 최대 변환 단위의 크기(Max_TU_Size), 최소 변환 단위의 크기(Min_TU_Size), 예측 모드(PredMode), 컬러 채널(Color Channel), 부호화된 블록을 나타내는 플래그(Coded Block Flag) 중 적어도 하나의 신택스 요소 또는 시맨틱 요소에 관한 함수에 의해 결정될 수 있다.However, the video decoding apparatuses 20 and 40 are not limited thereto and may determine the threshold T1 or T2 by various methods. For example, the threshold T1 or T2 may be determined based on various syntax elements and semantic elements. In detail, the video decoding apparatuses 20 and 40 may include a quantization parameter (QP), a size of a coding unit (CU_Size), a size of a maximum transformation unit (Max_TU_Size), a size of a minimum transformation unit (Min_TU_Size), a prediction mode (PredMode), and color. It may be determined by a function relating to a syntax element or a semantic element of at least one of a channel (Color Channel) and a flag indicating a coded block.
도 5a는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 예측된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.5A is a diagram for describing a process of performing normalization on a predicted signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
도 5a를 참조하면, 비디오 부호화 장치(5000)는 예측부(5010), 정규화부(5020), 레지듀얼 생성부(5030), 변환부(5040) 및 양자화부(5040)를 포함한다. 예측부(5010)는 이전에 복원된 픽처 내 샘플들을 이용하여 인터 예측을 수행하거나, 이전에 복원된 현재 픽처 내 샘플들을 이용하여 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 5A, the video encoding apparatus 5000 includes a predictor 5010, a normalizer 5020, a residual generator 5030, a transformer 5040, and a quantizer 5040. The prediction unit 5010 may perform inter prediction using samples in a previously reconstructed picture, or may generate a prediction block by performing intra prediction using samples in a previously reconstructed current picture.
정규화부(5020)는 예측 블록에 대해 정규화를 수행하여 정규화된 예측 블록을 생성할 수 있다. 예를 들어 정규화부(5020)는 다음과 같은 수학식 10에 의해 정규화된 예측 블록을 결정할 수 있다.The normalizer 5020 may generate a normalized prediction block by performing normalization on the prediction block. For example, the normalizer 5020 may determine the normalized prediction block by Equation 10 as follows.
수학식 10
Figure PCTKR2015011797-appb-M000010
Equation 10
Figure PCTKR2015011797-appb-M000010
여기서, x는 예측 신호를 의미하고, y는 정규화된 결과값을 의미하고, TV(y)는 y에 대한 총변이를 의미하고, λ는 정확도와 정규화 간에 균형을 조절하는 트레이드-오프 파라미터를 의미한다. miny{k}는 k가 최소화되는 결과값 y를 구하기 위한 함수를 의미한다.Here, x means prediction signal, y means normalized result value, TV (y) means total variation for y, and λ means trade-off parameter for adjusting the balance between accuracy and normalization. do. miny {k} means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
레지듀얼 생성부(5030)는 원본 픽셀들을 포함하는 원본 블록과 정규화된 예측 블록 간의 차이를 나타내는 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The residual generator 5030 may generate a residual block indicating a difference between the original block including the original pixels and the normalized prediction block.
변환부(5040)는 레지듀얼 블록에 대해 변환을 수행하여 변환 계수들을 포함하는 변환 블록을 생성할 수 있다.The transformer 5040 may perform a transform on the residual block to generate a transform block including the transform coefficients.
양자화부(5050)는 변환 계수들을 포함하는 변환 블록에 대해 양자화를 수행하여 양자화 블록을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(5000)는 예측 신호에 대한 정규화를 수행함으로써 예측 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서 예측 성분의 품질이 향상됨에 따라 레지듀얼 성분의 크기가 작아지고, 따라서 부호화되는 정보의 양이 줄어들어 부호화 효율을 높일 수 있다.The quantization unit 5050 may generate a quantization block by performing quantization on a transform block including the transform coefficients. The video encoding apparatus 5000 according to an embodiment may improve the quality of the prediction signal by performing normalization on the prediction signal. Therefore, as the quality of the prediction component is improved, the size of the residual component is reduced, and thus, the amount of information to be encoded can be reduced, thereby improving coding efficiency.
도 5b는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에서 양방향 예측(bi-prediction)된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5B is a diagram for describing a process of performing normalization on a bi-prediction signal in a video encoding apparatus, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(5100)는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(5100)는 두개의 참조 픽처를 이용하여 현재 블록을 예측하는 양방향 예측(bi-prediction)을 수행할 수 있다. 제1 인터 예측부(5110)는 제1 참조 픽처를 이용하여 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성할 수 있다. 제2 인터 예측부(5120)는 제2 참조 픽처를 이용하여 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. 제1 인터 예측부(5110) 및 제2 인터 예측부(5120)는 입력 신호의 비트 뎁스로부터 증가된 비트뎁스를 이용하여 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록을 생성할 수 있다.The video encoding apparatus 5100 according to an embodiment may perform inter prediction on the current block. The video encoding apparatus 5100 may perform bi-prediction to predict the current block by using two reference pictures. The first inter prediction unit 5110 may generate a first prediction block for the current block by using the first reference picture. The second inter prediction unit 5120 may generate a second prediction block for the current block by using the second reference picture. The first inter prediction unit 5110 and the second inter prediction unit 5120 may generate the first prediction block and the second prediction block by using the bit depth increased from the bit depth of the input signal.
정규화부(미도시)는 제1 정규화부(5130) 및 제2 정규화부(5140)를 포함할 수 있다.The normalizer (not shown) may include a first normalizer 5130 and a second normalizer 5140.
제1 정규화부(5130)는 제1 인터 예측부(5110)에서 생성된 제1 예측 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 제2 정규화부(5140)는 제2 인터 예측부(5120)에서 생성된 제2 예측 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 정규화부(5130) 및 제2 정규화부(5140)는 수학식 11에 의해 각각 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 이때, 정규화는 비트 뎁스가 증가된 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록에 대해 수행되므로, 각 예측 블록에 대해 높은 정확도로 정밀하게 정규화가 수행되고, 보다 예측 신호의 품질을 개선할 수 있다. The first normalizer 5130 may perform normalization on the first prediction block generated by the first inter predictor 5110. The second normalizer 5140 may perform normalization on the second prediction block generated by the second inter predictor 5120. For example, the first normalization unit 5130 and the second normalization unit 5140 may perform normalization on the first prediction block and the second prediction block, respectively, by Equation (11). In this case, since normalization is performed on the first prediction block and the second prediction block having the increased bit depth, normalization is precisely performed with high accuracy for each prediction block, and the quality of the prediction signal can be improved more.
수학식 11
Figure PCTKR2015011797-appb-M000011
Equation 11
Figure PCTKR2015011797-appb-M000011
여기서, x는 각 예측블록에 포함된 예측 신호를 의미하고, y는 정규화된 결과값을 의미하고, TV(y)는 y에 대한 총변이 및 λ는 정확도와 정규화 간에 균형을 조절하는 트레이드-오프 파라미터를 의미한다. miny{k}는 k가 최소화되는 결과값 y를 구하기 위한 함수를 의미한다.Here, x denotes a prediction signal included in each prediction block, y denotes a normalized result value, and TV (y) represents a total variation on y and λ is a trade-off for adjusting a balance between accuracy and normalization. Means a parameter. miny {k} means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
비트뎁스 감소부(5150)는 제1 예측 블록의 샘플값 및 제2 예측 블록의 샘플값을 합하여 생성된 합성 블록의 샘플에 관한 비트뎁스를 감소시킬 수 있다. 이때, 비트뎁스 감소부(5150)는 합성 플록의 샘플에 관한 비트뎁스를 예측부의 입력 신호(예를 들어, 복원된 블록에 포함된 샘플값에 관한 비트뎁스)에 관한 비트뎁스로 감소시킬 수 있다. 레지듀얼 생성부(5160)는 현재 블록에 대한 원본 픽셀들 및 예측 블록에 포함된 픽셀들의 샘플값을 이용하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 레지듀얼 생성부(5160)는 현재 블록에 대한 원본 픽셀들과 예측 블록에 포함된 픽셀들의 샘플값 간의 차이를 나타내는 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The bit depth reducer 5150 may reduce the bit depth of the sample of the synthesized block generated by adding the sample value of the first prediction block and the sample value of the second prediction block. In this case, the bit depth reducer 5150 may reduce the bit depth of the sample of the synthesized floc to the bit depth of the input signal (for example, the bit depth of the sample value included in the reconstructed block) of the predictor. . The residual generator 5160 may generate a residual block for the current block by using original pixel values of the current block and sample values of pixels included in the prediction block. The residual generator 5160 may generate a residual block indicating a difference between the original pixels of the current block and the sample values of the pixels included in the prediction block.
변환부(5170)는 레지듀얼 블록에 대해 변환을 수행하여 변환 계수를 포함하는 변환 블록을 생성할 수 있다.The transform unit 5170 may generate a transform block including transform coefficients by performing transform on the residual block.
양자화부(5180)는 변환 블록에 대해 양자화를 수행하여 양자화 블록을 생성할 수 있다.The quantization unit 5180 may generate a quantization block by performing quantization on the transform block.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(5100)는 예측 신호에 대한 정규화를 정수의 정밀도로 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(5100)는 정수의 정밀도로 정규화를 수행하기 위해 예측 신호에 대한 비트뎁스를 증가하는 작업을 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(5100)는 증가된 비트뎁스를 갖는 예측 신호에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 이때, 비디오 부호화 장치(5100)는 증가된 비트뎁스를 갖는 예측 신호에 대해 정수의 정밀도로 정규화를 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(5100)는 정규화를 수행한 후에 비트뎁스를 증가하기 전의 비트뎁스로 정규화를 수행한 신호의 비트뎁스를 감소시킬 수 있다. 비디오 부호화 장치(5100)는 예측 신호에 대한 비트뎁스를 증가시킨 후에 정규화를 수햄하으로써 정규화의 정밀도를 높일 수 있다. 즉, 높은 정밀도로 정규화를 수행함으로써 예측 신호의 품질을 높일 수 있다. 비디오 부호화 장치(5100)는 증가된 비트 뎁스를 반영하여 수학식 11의 트레이드-오프 파라미터 λ값도 함께 증가시킨 후에 정규화를 수행할 수 있다.The video encoding apparatus 5100 according to an embodiment may perform normalization on the prediction signal with an integer precision. The video encoding apparatus 5100 may perform an operation of increasing a bit depth of a prediction signal in order to perform normalization with an integer precision. The video encoding apparatus 5100 may normalize a prediction signal having an increased bit depth. In this case, the video encoding apparatus 5100 may normalize the prediction signal having the increased bit depth with an integer precision. After performing normalization, the video encoding apparatus 5100 may reduce the bit depth of the normalized signal to the bit depth before increasing the bit depth. The video encoding apparatus 5100 may increase the precision of normalization by increasing the bit depth of the prediction signal and then accepting normalization. That is, the quality of the prediction signal can be improved by performing normalization with high precision. The video encoding apparatus 5100 may increase the trade-off parameter λ of Equation 11 to reflect the increased bit depth and then perform normalization.
도 6a는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 복원된 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6A is a diagram for describing a process of performing normalization on a reconstructed signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 6a를 참조하면 비디오 복호화 장치(6000)는 역양자화부(6010), 역변환부(6020), 예측부(6030) 및 정규화부(6040)를 포함한다.Referring to FIG. 6A, the video decoding apparatus 6000 includes an inverse quantizer 6010, an inverse transformer 6020, a predictor 6030, and a normalizer 6040.
역양자화부(6010)는 비트스트림으로부터 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록을 역양자화하여 변환 계수들을 포함하는 변환 블록을 생성할 수 있다. 역변환부(6020)는 변환 블록에 대한 역변환을 수행하여 현재 블록에 관한 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.The inverse quantizer 6010 may inverse quantize a quantization block including coefficients obtained from a bitstream to generate a transform block including transform coefficients. The inverse transform unit 6020 may generate a residual block for the current block by performing an inverse transform on the transform block.
예측부(6030)는 이전에 복원된 참조 픽처 또는 이전에 복원된 샘플들을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.The prediction unit 6030 may generate a prediction block of the current block by using a previously reconstructed reference picture or previously reconstructed samples.
레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록이 복원될 수 있다. 즉, 레지듀얼 블록의 샘플값 및 예측 블록의 샘플값을 합하여 현재 블록의 샘플값이 복원될 수 있다.The current block may be reconstructed using the residual block and the prediction block. That is, the sample value of the current block may be restored by adding the sample value of the residual block and the sample value of the prediction block.
정규화부(6040)는 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 정규화부(6040)는 수학식 12에 의해 복원된 현재 블록에 대한 정규화를 수행할 수 있다.The normalizer 6040 may perform normalization on the restored current block. For example, the normalization unit 6040 may perform normalization on the current block restored by Equation 12.
수학식 12
Figure PCTKR2015011797-appb-M000012
Equation 12
Figure PCTKR2015011797-appb-M000012
여기서, x는 복원된 현재 블록에 포함된 원소를 의미하고, y는 정규화된 결과값을 의미하고, TV(y)는 y에 대한 총변이 및 λ는 정확도와 정규화 간에 균형을 조절하는 트레이드-오프 파라미터를 의미한다. miny{k}는 k가 최소화되는 결과값 y를 구하기 위한 함수를 의미한다.Where x is the element contained in the restored current block, y is the normalized result, and TV (y) is the total variance for y and λ is a trade-off that adjusts the balance between accuracy and normalization. Means a parameter. miny {k} means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
비디오 복호화 장치(6000)는 복원된 신호들에 대해 정규화를 수행함으로써 복원된 신호들의 품질을 향상시킬 수 있다.The video decoding apparatus 6000 may improve the quality of the reconstructed signals by performing normalization on the reconstructed signals.
도 6b는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 이전에 복원된 인접 영역을 포함하도록 복원된 블록을 확장하여 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6B is a diagram for describing a process of performing normalization by extending a reconstructed block to include a previously reconstructed adjacent region in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
도 6b를 참조하면, 정규화부(6115)는 복원된 현재 블록(6105)의 크기를 확장하여 확장된 현재 블록(6120)에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 즉, 도 6d에 도시된 바와 같이, 현재 블록을 복원하는 과정에서 현재 블록(6105) 이전에 복원된 픽셀들(6110)이 존재할 수 있고, 정규화부(6115)는 현재 블록(6105) 이전에 복원된 픽셀들 중 현재 블록(6105)의 경계에 인접하는 좌측 또는 상측의 픽셀들(6015)을 포함하도록 확장하여 확장된 현재 블록(6120)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 높이가 N이고, 너비가 M인 경우, 확장하려는 현재 블록의 확장된 블록의 높이는 (N+h1)이고, 너비는 (M+w1)일 수 있다. 블록이 확장되는 방향은 좌측 방향 또는 상측 방향일 수 있다.Referring to FIG. 6B, the normalization unit 6115 may normalize the extended current block 6120 by extending the size of the restored current block 6105. That is, as shown in FIG. 6D, in the process of reconstructing the current block, there may be pixels 6110 reconstructed before the current block 6105, and the normalizer 6215 reconstructs the current block 6105 before the current block 6105. The expanded current block 6120 may be generated by expanding the pixels including the left or upper pixels 6015 adjacent to the boundary of the current block 6105. For example, when the height of the current block is N and the width is M, the height of the expanded block of the current block to be expanded may be (N + h1) and the width may be (M + w1). The direction in which the block is extended may be leftward or upwardly.
정규화부(6115)는 확장된 현재 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 구체적으로 정규화부(6115)는 수학식 13에 의해 확장된 현재 블록에 대한 정규화를 수행할 수 있다.The normalization unit 6115 may normalize the extended current block. In more detail, the normalization unit 6115 may perform normalization on the current block extended by Equation 13.
수학식 13
Figure PCTKR2015011797-appb-M000013
Equation 13
Figure PCTKR2015011797-appb-M000013
여기서, x는 확장된 현재 블록에 포함된 원소를 의미하고, y는 정규화된 결과값을 의미하고, TV(y)는 y에 대한 총변이 및 λ는 정확도와 정규화 간에 균형을 조절하는 트레이드-오프 파라미터를 의미한다. miny{k}는 k가 최소화되는 결과값 y를 구하기 위한 함수를 의미한다.Where x is the element contained in the expanded current block, y is the normalized result, and TV (y) is the total variance for y and λ is a trade-off that controls the balance between accuracy and normalization. Means a parameter. miny {k} means a function for obtaining a result y whose k is minimized.
정규화부(6115)는 확장된 현재 블록에 대해 정규화되어 생성된 블록의 크기를 현재 블록(6105)의 크기로 축소할 수 있다. 이때, 정규화되어 생성된 블록 내 픽셀들 중 현재 블록(6105) 내 픽셀의 위치에 대응되는 픽셀들(예를 들어, 정규화되어 생성된 블록 내 픽셀들 중 현재 블록(6105) 내 픽셀의 위치와 동일한 픽셀들)을 포함하는 블록을 정규화된 현재 블록으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 확장하려는 현재 블록의 확장된 블록의 높이는 (N+h1)이고, 너비는 (M+w1)인 경우, 정규화되어 생성된 블록의 높이도 N+h1, 너비도 M+w1이고, 이로부터 결정된 정규화된 현재 블록의 높이는 N이고, 너비는 M일 수 있다.The normalization unit 6115 may reduce the size of the block generated by being normalized with respect to the expanded current block to the size of the current block 6105. At this time, pixels corresponding to the position of the pixel in the current block 6105 among the pixels in the normalized generated block (eg, the position of the pixel in the current block 6105 among the pixels in the normalized generated block) The block containing the pixels may be determined as the normalized current block. For example, if the height of the expanded block of the current block to be expanded is (N + h1) and the width is (M + w1), the height of the normalized generated block is N + h1 and the width is M + w1, The height of the normalized current block determined therefrom may be N, and the width may be M.
일 실시예에 따른 정규화부(6115)를 포함하는 비디오 복호화 장치는 복원된 현재 블록의 크기를 확장하여 정규화를 수행함으로써 현재 블록에 대해 그대로 정규화를 수행할 때 발생할 수 있는 블록화 현상을 감소시킬 수 있다. 즉, 정규화를 수행할 때, 해당 블록 내 픽셀들 간의 평탄도를 높이게 되는데 이때, 주변 블록을 포함하여 정규화를 수행함으로써 현재 블록과 주변 블록 간의 평탄도를 높일 수 있게 되고, 따라서 정규화를 수행하여 생성된 픽셀들은 주변 블록의 픽셀들과 유사한 픽셀값을 갖기 때문에 블록화 현상이 감소될 수 있다.The video decoding apparatus including the normalization unit 6115 according to an embodiment may reduce the blocking phenomenon that may occur when normalization is performed on the current block by performing normalization by extending the size of the restored current block. . That is, when normalization is performed, the flatness between the pixels in the block is increased. In this case, the flatness between the current block and the neighboring block can be increased by performing normalization including the neighboring block, and thus, normalization is performed. Blocked phenomenon can be reduced because the pixels having a pixel value similar to those of the neighboring block.
도 6c는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치에서 필터링된 복원 신호에 대해 정규화를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6C is a diagram for describing a process of performing normalization on a filtered reconstruction signal in a video decoding apparatus, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20)는 블록 기반으로 영상을 복호화하고, 따라서 블록들의 경계 근처에서 블록화 현상이 발생할 수 있다. 이러한 블록화 현상을 줄이기 위해 필터링된 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.The video decoding apparatus 20 according to an embodiment decodes an image on a block basis, and thus a blocking phenomenon may occur near a boundary of blocks. To reduce such blocking, normalization may be performed on the filtered block.
특히 블록의 경계 근처의 픽셀들은 블록 안쪽의 블록보다 높은 노이즈 레벨을 갖고 있다는 가정하에 블록의 경계에 인접하는 픽셀들에 대해 다음과 같은 수학식 14에 의해 정규화를 수행할 수 있다.In particular, on the assumption that the pixels near the boundary of the block have a higher noise level than the blocks inside the block, normalization may be performed by the following equation (14) for pixels adjacent to the boundary of the block.
수학식 14
Figure PCTKR2015011797-appb-M000014
Equation 14
Figure PCTKR2015011797-appb-M000014
여기서, X는 확장된 현재 블록에 대한 행렬을 의미하고, Y는 정규화된 결과값 행렬을 의미하고, J(Y)는 Y에 관한 정규화 함수이고, λ는 정확도와 정규화 간에 균형을 조절하는 트레이드-오프 파라미터를 의미한다.·는 행렬 내 원소별 곱셉 기호를 의미한다. Ф는 정확도 함수에 관한 가중치 함수를 의미할 수 있다. 예를 들어, J(Y)는 Y에 대한 등방성 총변이일 수 있다. 비디오 복호화 장치(20)는 경계에 인접하는 픽셀들 중 경계 픽셀 및 비경계 픽셀을 결정할 수 있다. 이때, Ф는 현재 픽셀이 경계 픽셀인지 비경계 픽셀인지에 따라 다른 가중치를 갖을 수 있다. 예를 들어, 경계 픽셀로 결정된 픽셀에 대해서는 비경계 픽셀로 결정된 픽셀보다 낮은 가중치가 적용될 수 있다. 즉, 경계 픽셀에 대해서는 낮은 가중치를 적용함으로써 보다 J(Y) 함수에 의한 의존도가 높아져 정규화와 관련된 부분이 최소화되는 것에 집중되기 때문에 높은 노이즈 레벨을 갖는 경계 픽셀들의 노이즈 레벨을 효과적으로 감소시킬 수 있다.Where X is the matrix for the extended current block, Y is the normalized result matrix, J (Y) is the normalization function for Y, and λ is a trade-off that controls the balance between accuracy and normalization. The off parameter means the multiplicative symbol for each element in the matrix. Ф may mean a weight function with respect to the accuracy function. For example, J (Y) may be an isotropic total variation for Y. The video decoding apparatus 20 may determine a boundary pixel and a non-boundary pixel among pixels adjacent to the boundary. In this case, Ф may have a different weight depending on whether the current pixel is a boundary pixel or a non-boundary pixel. For example, a weight lower than a pixel determined as a non-boundary pixel may be applied to a pixel determined as a boundary pixel. That is, by applying a low weight to the boundary pixels, the dependency on the J (Y) function is increased, so that the noise level of the boundary pixels having the high noise level can be effectively reduced because the concentration related to the normalization is minimized.
도 6c를 참조하면, 비디오 복호화 장치(20)는 영상 일부분(6210) 내 블록의 경계 픽셀 부분(6230)에 대해서는 낮은 가중치를 적용하고, 나머지 부분(6220)에 대해서는 높은 가중치를 적용하여 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6C, the video decoding apparatus 20 may apply a low weight to the boundary pixel portion 6230 of a block in the image portion 6210, and apply a high weight to the remaining portion 6220 to filter the current. Normalization can be performed on blocks.
한편, 정확도와 정규화 사이에 균형을 조절하는 트레이드-오프 파라미터 값은 정규화를 수행하는데 있어서 중요한 역할을 수행한다.On the other hand, trade-off parameter values that balance the balance between accuracy and normalization play an important role in performing normalization.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20, 40)는 정규화를 수행하려는 블록의 단위에 따라 다른 트레이드-오프 파라미터를 이용할 수 있다. 이때, 트레이드-오프 파라미터 값은 비트스트림에서 명시적으로 시그널링 될 수 있고, 특정 알고리즘에 의해 트레이드-오프 파라미터값이 유도될 수 있다.The video decoding apparatuses 20 and 40 according to an embodiment may use different trade-off parameters according to units of blocks to be normalized. In this case, the trade-off parameter value may be explicitly signaled in the bitstream, and the trade-off parameter value may be derived by a specific algorithm.
게다가 비디오 복호화 장치(20, 40)는 정규화가 수행되는 블록의 단위 및 양자화 파라미터 값에 기초하여 트레이드-오프 파라미터 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 비디오 복호화 장치(20, 40)는 정규화가 수행되는 블록의 단위가 변환 단위인지, 예측 단위인지, 부호화 단위인지 여부에 따라 트레이드-오프 파라미터 값을 달리 결정할 수 있다.In addition, the video decoding apparatuses 20 and 40 may determine the trade-off parameter value based on the unit of the block on which normalization is performed and the quantization parameter value. For example, the video decoding apparatuses 20 and 40 may differently determine a trade-off parameter value according to whether a unit of normalization block is a transform unit, a prediction unit, or a coding unit.
비디오 복호화 장치(20, 40)는 현재 블록에 대해 스킵모드로 부호화된 경우, 현재 블록에 대한 정규화를 수행하지 않을 수 있다, 비디오 복호화 장치(20, 40)는 현재 블록에 대해 스킵모드를 제외한 모드로 부호화된 경우, 현재 블록에 대해 정규화를 수행할 수 있다. 여기서 스킵 모드는 레지듀얼 성분 없이 부호화되는 모드를 의미한다. When the video decoding apparatuses 20 and 40 are encoded in the skip mode with respect to the current block, the video decoding apparatuses 20 and 40 may not perform normalization with respect to the current block. In the case of coding with, normalization may be performed on the current block. In this case, the skip mode means a mode encoded without the residual component.
한편, 비디오 복호화 장치(20, 40)는 비트스트림 파싱 단계에서 다양한 신택스 엘리먼트들에 기초하여 정규화를 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 다양한 신택스 엘리먼트는 양자화 파라미터(QP), 부호화 단위의 크기(CU_Size), 최대 변환 단위의 크기(Max_TU_Size), 최소 변환 단위의 크기(Min_TU_Size), 예측 모드(PredMode), 컬러 채널(Color Channel), 부호화된 블록을 나타내는 플래그(Coded Block Flag)에 관한 신택스 엘리먼트일 수 있다.Meanwhile, the video decoding apparatuses 20 and 40 may determine whether to perform normalization based on various syntax elements in the bitstream parsing step. For example, various syntax elements include a quantization parameter (QP), a size of a coding unit (CU_Size), a size of a maximum transformation unit (Max_TU_Size), a size of a minimum transformation unit (Min_TU_Size), a prediction mode (PredMode), and a color channel (Color). Channel) and a syntax element for a flag indicating a coded block.
이하 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(10,30) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(20,40)에서, 비디오 데이터가 분할되는 블록들이 최대부호화단위들로 분할되고, 최대부호화단위마다 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로 부복호화될 수 있음은 전술한 바와 같다. 이하 도 7 내지 도 26을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법의 실시예가 개시된다.Hereinafter, in the video encoding apparatuses 10 and 30 and the video decoding apparatuses 20 and 40 according to the embodiment, blocks in which video data is divided are divided into maximum coding units, and a tree is provided for each maximum coding unit. As described above, it may be encoded and decoded based on coding units of a structure. Hereinafter, an embodiment of a video encoding method and a video decoding method based on coding units having a tree structure according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 7 to 26.
도 7 은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.7 is a block diagram of a video encoding apparatus 100 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 최대부호화단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 '비디오 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.According to an embodiment, the video encoding apparatus 100 including video prediction based on coding units having a tree structure may include a maximum coding unit splitter 110, a coding unit determiner 120, and an outputter 130. . For convenience of description below, the video encoding apparatus 100 that includes video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment, is abbreviated as “video encoding apparatus 100”.
최대부호화단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대부호화단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대부호화단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대부호화단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대부호화단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 2의 자승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대부호화단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.The maximum coding unit dividing unit 110 may partition the current picture based on the maximum coding unit that is a coding unit of the maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be divided into at least one maximum coding unit. The maximum coding unit according to an embodiment may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, or the like, and may be a square data unit having a square of two horizontal and vertical sizes. The image data may be output to the coding unit determiner 120 for at least one largest coding unit.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대부호화단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대부호화단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대부호화단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대부호화단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.The coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth. The depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit. The depth of the largest coding unit is the highest depth, and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit. As the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대부호화단위로 분할하며, 각각의 최대부호화단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대부호화단위는 심도별로 분할되므로, 최대부호화단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다. As described above, according to the maximum size of the coding unit, image data of the current picture may be divided into maximum coding units, 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 depth.
최대부호화단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.The maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times that the height and width of the maximum coding unit can be hierarchically divided may be preset.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대부호화단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대부호화단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 심도로 결정한다. 결정된 심도 및 최대부호화단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.The coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the maximum coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each of the maximum coding units of the current picture, and selects the depth at which the smallest coding error occurs to determine the depth. The determined depth and the image data for each maximum coding unit are output to the output unit 130.
최대부호화단위 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 심도가 결정될 수 있다. Image data within the maximum 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 depth may be determined for each maximum coding unit.
최대부호화단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대부호화단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대부호화단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대부호화단위에 대해 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대부호화단위의 데이터는 하나 이상의 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.As the depth of the maximum coding unit increases, the coding units are divided hierarchically and the number of coding units increases. In addition, even if the coding units of the same depth included in one maximum coding unit, the coding error for each data is measured and it is determined whether to divide into lower depths. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth varies depending on the position, the depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more 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 depths.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대부호화단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대부호화단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 심도의 부호화 단위는, 최대부호화단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 심도는, 다른 영역에 대한 심도와 독립적으로 결정될 수 있다. Accordingly, the coding unit determiner 120 according to an embodiment may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit. The coding units according to the tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a depth among all deeper coding units included in the current maximum coding unit. The coding unit of the 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 depth for the current area may be determined independently of the depth for other areas.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대부호화단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대부호화단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대부호화단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대부호화단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대부호화단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대부호화단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.The maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of splits from the maximum coding unit to the minimum coding unit. The first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of splits 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 maximum coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit that is 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, depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, so that the first maximum depth is set to 4 and the second maximum depth is set to 5. Can be.
최대부호화단위의 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대부호화단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다. Predictive encoding and transformation of the largest coding unit may be performed. Similarly, prediction encoding and transformation are performed based on depth-wise coding units for each maximum coding unit and for each depth below the maximum depth.
최대부호화단위가 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 최대부호화단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 변환을 설명하겠다.Since the number of coding units for each depth increases each time the maximum coding unit is divided for each depth, encoding including prediction encoding and transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens. For convenience of explanation, the prediction encoding and the transformation will be described based on the coding unit of the current depth among at least one maximum coding unit.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.The video encoding apparatus 100 according to an embodiment may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data. The encoding of the image data is performed through prediction encoding, transforming, entropy encoding, and the like. The same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다. For example, the video encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive encoding of the image data in the coding unit.
최대부호화단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 부호화 단위로부터 예측을 위한 파티션 안 예측 단위를 결정한다. 예측 단위는 부호화 단위 및 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 파티션을 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 수 있다. For predictive encoding of the largest coding unit, prediction encoding may be performed based on a coding unit of a depth, that is, a more strange undivided coding unit, according to an embodiment. The intra-partition prediction unit for prediction is determined from the coding unit. The prediction unit may include a partition in which at least one of a coding unit and a height and a width of the coding unit are divided. The partition is a data unit in which the prediction unit of the coding unit is split, and may be a partition having the same size as the coding unit.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 모드는 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 타입로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.For example, when a coding unit having a size of 2Nx2N (where N is a positive integer) is no longer split, it becomes a prediction unit of size 2Nx2N, and the size of a partition may be 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, or the like. Partition mode according to an embodiment is a geometric type, as well as partitions divided in an asymmetric ratio such as 1: n or n: 1, as well as symmetric partitions in which the height or width of the prediction unit is divided in a symmetrical ratio. It may optionally include partitioned partitions, arbitrary types of partitions, and the like.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.The prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode. For example, the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N × 2N, 2N × N, N × 2N, and N × N. In addition, the skip mode may be performed only for partitions having a size of 2N × 2N. The encoding may be performed independently for each prediction unit within the coding unit to select a prediction mode having the smallest encoding error.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다. Also, the video encoding apparatus 100 according to an embodiment may perform conversion of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding image data, but also a data unit different from the coding unit. In order to transform the coding unit, the transformation may be performed based on a transformation unit having a size smaller than or equal to the coding unit. For example, the transformation unit may include a data unit for intra mode and a transformation unit for inter mode.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다. In a similar manner to the coding unit according to the tree structure according to an embodiment, the transformation unit in the coding unit is also recursively divided into smaller transformation units, so that the residual data of the coding unit is determined according to the tree structure according to the transformation depth. Can be partitioned according to the conversion unit.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.For a transform unit according to an embodiment, a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
심도별 부호화 정보는, 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)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.Depth coded information requires not only depth but also prediction related information and transformation related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only the depth that generates the minimum coding error, but also a partition mode in which the prediction unit is divided into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for transformation.
일 실시예에 따른 최대부호화단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 7 내지 19을 참조하여 상세히 후술한다.A method of determining a coding unit, a prediction unit / partition, and a transformation unit according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 19.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.The coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 심도에 기초하여 부호화된 최대부호화단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다. The output unit 130 outputs the image data of the maximum coding unit and the information about the encoding modes according to depths, in the form of a bit stream, based on at least one depth determined by the coding unit determiner 120.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.The encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 심도 정보, 예측 단위의 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.The information about the encoding modes according to depths may include depth information, partition mode information of a prediction unit, prediction mode information, size information of a transformation unit, and the like.
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.Depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode in a coding unit of a lower depth without encoding to 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.
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.If the current depth is not the depth, encoding is performed on the coding unit divided into the coding units of the lower depth. Since at least one coding unit of a lower depth exists in the coding unit of the current depth, encoding may be repeatedly performed for each coding unit of each lower depth, and recursive coding may be performed for each coding unit of the same depth.
하나의 최대부호화단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대부호화단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대부호화단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 분할정보가 설정될 수 있다.Since coding units having a tree structure are determined in one largest coding unit and information on at least one coding mode should be determined for each coding unit of a depth, information on at least one coding mode may be determined for one maximum coding unit. have. In addition, since the data of the maximum coding unit is divided hierarchically according to the depth, the depth may be different for each location, and thus split information may be set for the data.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대부호화단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 분할 정보를 할당될 수 있다. Accordingly, the output unit 130 according to an embodiment may allocate corresponding split information to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대부호화단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.The minimum unit according to an embodiment is a square data unit having a size obtained by dividing a minimum coding unit, which is the lowest depth, into four segments. The minimum unit according to an embodiment may be a square data unit having a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, partition units, and transformation units included in the maximum coding unit.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. For example, the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units. The encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information. The encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다. 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.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(130)는, 도 1a 내지 14를 참조하여 전술한 관련된 SAO 파라미터를 부호화하여 출력할 수 있다. In addition, the information on the maximum size of the transform unit and the minimum size of the transform unit allowed for the current video may also be output through a header, a sequence parameter set, a picture parameter set, or the like of the bitstream. The output unit 130 may encode and output the related SAO parameters described above with reference to FIGS. 1A through 14.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.According to an embodiment of the simplest form of the video encoding apparatus 100, a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN. In addition, the current coding unit having a size of 2N × 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N × N.
따라서, 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대부호화단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대부호화단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대부호화단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.Accordingly, the video encoding apparatus 100 determines a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and 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 maximum coding unit may be encoded in various prediction modes and transformation methods, an optimal encoding mode may be determined in consideration of image characteristics of coding units having various image sizes.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.Therefore, if an image having a very high resolution or a very large data amount is encoded in an existing macroblock unit, the number of macroblocks per picture is excessively increased. Accordingly, since the compressed information generated for each macroblock increases, the transmission burden of the compressed information increases, and the data compression efficiency tends to decrease. Therefore, the video encoding apparatus according to an embodiment may adjust the coding unit in consideration of the image characteristics while increasing the maximum size of the coding unit in consideration of the size of the image, thereby increasing image compression efficiency.
도 7의 비디오 부호화 장치(100)는, 도 1a 및 6을 참조하여 전술한 비디오 부호화 장치(10,30)의 동작을 수행할 수 있다. The video encoding apparatus 100 of FIG. 7 may perform operations of the video encoding apparatuses 10 and 30 described above with reference to FIGS. 1A and 6.
도 8 은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.8 is a block diagram of a video decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.According to an embodiment, a video decoding apparatus 200 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. do. For convenience of description below, the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment, is abbreviated as “video decoding apparatus 200”.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 15 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다. Definition of various terms such as a coding unit, a depth, a prediction unit, a transformation unit, and information about various encoding modes for a decoding operation of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be described with reference to FIG. 15 and the video encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대부호화단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다. The receiver 210 receives and parses a bitstream of an encoded video. The image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit according to coding units having a tree structure for each largest coding unit from the parsed bitstream, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230. The image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set for the current picture.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대부호화단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 분할 정보 및 부호화 정보를 추출한다. 추출된 분할 정보 및 부호화 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대부호화단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대부호화단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다. In addition, the image data and encoding information extractor 220 extracts split information and encoding information about coding units having a tree structure for each largest coding unit from the parsed bitstream. The extracted split information and the encoded information are output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into the maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
최대부호화단위별 분할 정보 및 부호화 정보분할 정보 및 부호화 정보는, 하나 이상의 분할 정보에 대해 설정될 수 있으며, 심도별 부호화 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 모드모드 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 분할 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 최종 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다. Partitioning information and encoding information splitting information and encoding information for each largest coding unit may be set for one or more pieces of split information, and the encoding information for each depth may be divided into partition mode mode information, prediction mode information, and transformation unit of a corresponding coding unit. Information and the like. In addition, split information for each depth may be extracted as the final depth information.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대부호화단위별 분할 정보 및 부호화 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대부호화단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 분할 정보 및 부호화 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.The split information and the encoding information for each of the largest coding units extracted by the image data and the encoding information extracting unit 220 are repetitively for each coding unit for each deeper coding unit, as in the video encoding apparatus 100 according to an embodiment. The splitting information and the encoding information determined to perform the encoding to generate the minimum encoding error. Therefore, the video decoding apparatus 200 may reconstruct an image by decoding data according to an encoding method that generates a minimum encoding error.
일 실시예에 따른 분할 정보 및 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 분할 정보 및 부호화 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대부호화단위의 분할 정보 및 부호화 정보가 기록되어 있다면, 동일한 분할 정보 및 부호화 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대부호화단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다. Since the split information and the encoded information according to an embodiment may be allocated to a predetermined data unit among the corresponding coding unit, the prediction unit, and the minimum unit, the image data and the encoding information extractor 220 may divide the split information according to the predetermined data unit. And encoding information can be extracted. If the split information and the encoding information of the maximum coding unit are recorded for each of the predetermined data units, the predetermined data units having the same split information and the encoding information may be inferred as data units included in the same maximum coding unit.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대부호화단위별 분할 정보 및 부호화 정보에 기초하여 각각의 최대부호화단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대부호화단위에 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.The image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on split information and encoding information for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode 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.
영상 데이터 복호화부(230)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.The image data decoder 230 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit, based on the partition mode information and the prediction mode information of the prediction unit of the coding unit according to depths.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대부호화단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 수 있다. In addition, the image data decoder 230 may read transform unit information according to a tree structure for each coding unit and perform inverse transform based on the transformation unit for each coding unit for inverse transformation for each largest coding unit. Through inverse transformation, the pixel value of the spatial region of the coding unit may be restored.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대부호화단위의 최종 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 최종 심도다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대부호화단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 모드, 예측 모드 및 변환 단위 분할 정보를 이용하여 복호화할 수 있다. The image data decoder 230 may determine the final depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer divided at the current depth, the current depth is the final depth. Accordingly, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition mode, the prediction mode, and the transformation unit split information of the prediction unit with respect to the image data of the current maximum coding unit.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다. In other words, by observing the encoding information set for a predetermined data unit among the coding unit, the prediction unit, and the minimum unit, the data units having the encoding information including the same split information are gathered, and the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode. The decoding of the current coding unit may be performed by obtaining information about an encoding mode for each coding unit determined in this way.
나아가, 도 8의 비디오 복호화 장치(200)는, 도 2a를 참조하여 전술한 비디오 복호화 장치(20,40)의 동작을 수행할 수 있다. Furthermore, the video decoding apparatus 200 of FIG. 8 may perform operations of the video decoding apparatuses 20 and 40 described above with reference to FIG. 2A.
도 9는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.9 illustrates a concept of coding units, according to various embodiments.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.As an example of a coding unit, a size of a coding unit may be expressed by a width x height, and may include 32x32, 16x16, and 8x8 from a coding unit having a size of 64x64. Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16. Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 17에 도시된 최대 심도는, 최대부호화단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.As for the video data 310, the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2. For the video data 320, the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3. As for the video data 330, the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1. The maximum depth illustrated in FIG. 17 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.When the resolution is high or the amount of data is large, it is preferable that the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대부호화단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. Since the maximum depth of the video data 310 is 2, the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from the maximum coding unit having the long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, and the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included. On the other hand, since the maximum depth of the video data 330 is 1, the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대부호화단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.Since the maximum depth of the video data 320 is 3, the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the maximum coding unit having the long axis size of 64, and the depth is three layers deep. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
도 10은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 블록도를 도시한다.10 is a block diagram of an image encoder 400 based on coding units, according to various embodiments.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 픽처 부호화부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 수행한다. 즉, 인트라 예측부(420)는 현재 영상(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위별로 인트라 예측을 수행하고, 인터 예측부(415)는 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측단위별로 현재 영상(405) 및 복원 픽처 버퍼(410)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다. 현재 영상(405)은 최대부호화 단위로 분할된 후 순차적으로 인코딩이 수행될 수 있다. 이때, 최대 부호화 단위가 트리 구조로 분할될 부호화 단위에 대해 인코딩을 수행될 수 있다.The image encoder 400 according to an embodiment performs operations that are performed to encode image data by the picture encoder 120 of the video encoding apparatus 100. That is, the intra prediction unit 420 performs intra prediction on each coding unit of the intra mode of the current image 405, and the inter prediction unit 415 performs the current image on the prediction unit of the coding unit of the inter mode. Inter-prediction is performed using the reference image acquired at 405 and the reconstructed picture buffer 410. The current image 405 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.
인트라 예측부(420) 또는 인터 예측부(415)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터를 현재 영상(405)의 인코딩되는 부호화 단위에 대한 데이터로부터 빼줌으로써 레지듀 데이터를 생성하고, 레지듀 데이터는 변환부(425) 및 양자화부(430)를 거쳐 변환 단위별로 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(445), 역변환부(450)을 통해 공간 영역의 레지듀 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 레지듀 데이터는 인트라 예측부(420) 또는 인터 예측부(415)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 더해짐으로써 현재 영상(405)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(455) 및 SAO 수행부(460)를 거쳐 복원 영상으로 생성된다. 생성된 복원 영상은 복원 픽쳐 버퍼(410)에 저장된다. 복원 픽처 버퍼(410)에 저장된 복원 영상들은 다른 영상의 인터예측을 위한 참조 영상으로 이용될 수 있다. 변환부(425) 및 양자화부(430)에서 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(435)를 거쳐 비트스트림(440)으로 출력될 수 있다.Residual data is generated by subtracting the prediction data for the coding unit of each mode output from the intra prediction unit 420 or the inter prediction unit 415 from the data for the encoding unit of the current image 405, and The dew data is output as transform coefficients quantized for each transform unit through the transform unit 425 and the quantization unit 430. The quantized transform coefficients are reconstructed into residue data in the spatial domain through the inverse quantizer 445 and the inverse transformer 450. 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 420 or the inter predictor 415, thereby adding the residual data of the spatial domain to the coding unit of the current image 405. The data is restored. The reconstructed spatial region data is generated as a reconstructed image through the deblocking unit 455 and the SAO performing unit 460. The generated reconstructed image is stored in the reconstructed picture buffer 410. The reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 410 may be used as reference images for inter prediction of another image. The transform coefficients quantized by the transformer 425 and the quantizer 430 may be output as the bitstream 440 through the entropy encoder 435.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)가 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인터 예측부(415), 인트라 예측부(420), 변환부(425), 양자화부(430), 엔트로피 부호화부(435), 역양자화부(445), 역변환부(450), 디블로킹부(455) 및 SAO 수행부(460)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행할 수 있다. In order for the image encoder 400 to be applied to the video encoding apparatus 100, an inter predictor 415, an intra predictor 420, and a transformer ( 425, the quantization unit 430, the entropy encoding unit 435, the inverse quantization unit 445, the inverse transform unit 450, the deblocking unit 455, and the SAO performer 460 each have a tree structure for each maximum coding unit. An operation based on each coding unit among the coding units may be performed.
특히, 인트라 예측부(420)및 인터예측부(415) 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(425)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 쿼드 트리에 따른 변환 단위의 분할 여부를 결정할 수 있다. In particular, the intra prediction unit 420 and the inter prediction unit 415 determine the partition mode and the prediction mode of each coding unit among the 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 425 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.
도 11은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 블록도를 도시한다.11 is a block diagram of an image decoder 500 based on coding units, according to various embodiments.
엔트로피 복호화부(515)는 비트스트림(505)으로부터 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화 정보를 파싱한다. 부호화된 영상 데이터는 양자화된 변환계수로서, 역양자화부(520) 및 역변환부(525)는 양자화된 변환 계수로부터 레지듀 데이터를 복원한다. The entropy decoding unit 515 parses the encoded image data to be decoded from the bitstream 505 and encoding information necessary for decoding. The encoded image data is a quantized transform coefficient, and the inverse quantizer 520 and the inverse transform unit 525 reconstruct residue data from the quantized transform coefficients.
인트라 예측부(540)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 인트라 예측을 수행한다. 인터 예측부(535)는 현재 영상 중 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 복원 픽처 버퍼(530)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다.The intra prediction unit 540 performs intra prediction for each prediction unit with respect to the coding unit of the intra mode. The inter prediction unit 535 performs inter prediction using the reference image obtained from the reconstructed picture buffer 530 for each coding unit of the coding mode of the inter mode among the current pictures.
인트라 예측부(540) 또는 인터 예측부(535)를 거친 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 레지듀 데이터가 더해짐으로써 현재 영상(405)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터가 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(545) 및 샘플 보상부(550)를 거쳐 복원 영상(560)으로 출력될 수 있다. 또한, 복원 픽쳐 버퍼(530)에 저장된 복원 영상들은 참조 영상으로서 출력될 수 있다.By adding the prediction data and the residue data of the coding unit of each mode through the intra prediction unit 540 or the inter prediction unit 535, the data of the spatial domain of the coding unit of the current image 405 is reconstructed and restored. The data of the space area may be output as a reconstructed image 560 through the deblocking unit 545 and the sample compensator 550. Also, the reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 530 may be output as reference images.
비디오 복호화 장치(200)의 픽처 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 엔트로피 복호화부(515) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.In order to decode the image data by the picture decoder 230 of the video decoding apparatus 200, step-by-step operations after the entropy decoder 515 of the image decoder 500 may be performed.
영상 복호화부(500)가 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 엔트로피 복호화부(515), 역양자화부(520), 역변환부(525), 인트라 예측부(540), 인터 예측부(535), 디블로킹부(545) 및 샘플 보상부(550)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행할 수 있다. In order for the image decoder 500 to be applied to the video decoding apparatus 200 according to an embodiment, the entropy decoder 515, the inverse quantizer 520, and the inverse transformer ( 525, the intra prediction unit 540, the inter prediction unit 535, the deblocking unit 545, and the sample compensator 550 based on each coding unit among coding units having a tree structure for each maximum coding unit. You can do it.
특히, 인트라 예측부(540)및 인터 예측부(535)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위마다 파티션 모드 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(525)는 부호화 단위마다 쿼드 트리구조에 따른 변환단위의 분할 여부를 결정할 수 있다.In particular, the intra predictor 540 and the inter predictor 535 determine a partition mode and a prediction mode for each coding unit among coding units having a tree structure, and the inverse transformer 525 has a quad tree structure for each coding unit. It is possible to determine whether to divide the conversion unit according to.
도 12는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.12 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.The video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment use hierarchical coding units to consider image characteristics. The maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대부호화단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.The hierarchical structure 600 of a coding unit according to an embodiment illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is four. In this case, the maximum depth indicates the total number of splits from the maximum coding unit to the minimum coding unit. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided. In addition, a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대부호화단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2a의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이다.That is, the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit in the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64. A depth deeper along the vertical axis includes a coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, a coding unit 630 of depth 2a having a size of 16x16, and a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8. A coding unit 640 of depth 3 having a size of 4 × 4 is a minimum coding unit.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다. Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다. Similarly, the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다. Similarly, the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다. Similarly, the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대부호화단위(610)의 최종 심도를 결정하기 위해, 최대부호화단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다. The coding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 according to an embodiment may determine a coding depth of each depth included in the maximum coding unit 610 in order to determine a final depth of the maximum coding unit 610. Encoding must be performed every time.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.The number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대부호화단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대부호화단위(610)의 최종 심도 및 파티션 모드모드로 선택될 수 있다. For each depth coding, encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. . In addition, a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth. The depth and partition in which the minimum coding error occurs among the maximum coding units 610 may be selected as the final depth and partition mode mode of the maximum coding unit 610.
도 13은 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.13 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대부호화단위마다 최대부호화단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.The video encoding apparatus 100 according to an embodiment or the video decoding apparatus 200 according to an embodiment encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit. The size of a transformation unit for transformation in the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다. For example, in the video encoding apparatus 100 or the video decoding apparatus 200 according to the embodiment, when the current coding unit 710 is 64x64 size, the 32x32 size conversion unit 720 is The conversion can be performed.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.In addition, the data of the 64x64 coding unit 710 is transformed into 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units of 64x64 size or less, and then encoded, and the transform unit having the least error with the original is selected. Can be.
도 14는 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.14 is a diagram of deeper encoding information according to depths, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 최종 심도의 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.The output unit 130 of the video encoding apparatus 100 according to an embodiment is information about an encoding mode, and information about a partition mode 800 and information 810 about a prediction mode for each coding unit of each final depth. The information 820 about the size of the transformation unit may be encoded and transmitted.
파티션 모드에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 타입에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 모드에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.The information 800 about the partition mode is a data unit for predictive encoding of the current coding unit, and represents information about a type of a partition in which the prediction unit of the current coding unit is divided. For example, the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used. In this case, the information 800 about the partition mode of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 모드에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition mode is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. Whether or not can be set.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.In addition, the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit. For example, the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second intra transform unit size 828. have.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.The image data and encoding information extractor 210 of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may include information about a partition mode 800, information 810 about a prediction mode, and transformation for each depth-based coding unit. Information 820 about the unit size may be extracted and used for decoding.
도 15는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.15 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an exemplary embodiment.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다. Segmentation information may be used to indicate a change in depth. The split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 모드(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(916), N_0xN_0 크기의 파티션 모드(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 모드는 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.The prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition mode 912 of 2N_0x2N_0 size, a partition mode 914 of 2N_0xN_0 size, a partition mode 916 of N_0x2N_0 size, and N_0xN_0 May include a partition mode 918 of size. Although only partitions 912, 914, 916, and 918 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition mode is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
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.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. For partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0, a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0, prediction encoding may be performed in an intra mode and an inter mode. The skip mode may be performed only for prediction encoding on partitions having a size of 2N_0x2N_0.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 모드(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.If the encoding error due to one of the partition modes 912, 914, and 916 of sizes 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0, and N_0x2N_0 is the smallest, it is no longer necessary to divide it into lower depths.
크기 N_0xN_0의 파티션 모드(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 모드의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다. If the encoding error of the partition mode 918 of size N_0xN_0 is the smallest, the depth 0 is changed to 1 and split (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition mode of size N_0xN_0. We can search for the minimum coding error.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 모드(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 모드(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 모드(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 모드(948)을 포함할 수 있다. The prediction unit 940 for prediction encoding of the coding unit 930 having a depth of 1 and a size of 2N_1x2N_1 (= N_0xN_0) includes a partition mode 942 having a size of 2N_1x2N_1, a partition mode 944 having a size of 2N_1xN_1, and a partition mode having a size of N_1x2N_1. 946, a partition mode 948 of size N_1xN_1.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 모드(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다. In addition, if the encoding error due to the partition mode 948 having the size N_1xN_1 is the smallest, the depth 1 is changed to the depth 2 and split (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2. The encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 부호화 단위는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(998)을 포함할 수 있다. When the maximum depth is d, depth-based coding units may be set until depth d-1, and split information may be set up to depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1) The prediction unit for 990 is a partition mode 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), a partition mode 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), and size A partition mode 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition mode 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
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. Among the partition modes, one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_ By encoding through prediction encoding repeatedly for each partition of (d-1) and four partitions of size N_ (d-1) xN_ (d-1), a partition mode in which a minimum encoding error occurs may be searched. .
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대부호화단위(900)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(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.Even if the encoding error of the partition mode 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) is the smallest, the maximum depth is d, so the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer The depth of the current maximum coding unit 900 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. In addition, since the maximum depth is d, split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
데이터 단위(999)은, 현재 최대부호화단위에 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(100)는 부호화 단위(900)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. The data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit. According to an embodiment, the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest depth, into four divisions. Through this iterative encoding process, the video encoding apparatus 100 compares depth-to-depth encoding errors of the coding units 900, 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.
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 부호화 모드에 관한 정보로써 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. In this way, 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 information about an encoding mode. In addition, 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'.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.The image data and encoding information extractor 220 of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may extract information about a depth and a prediction unit of the coding unit 900 and use it to decode the coding unit 912. have. The video decoding apparatus 200 according to an embodiment may identify a depth having split information of '0' as a depth using split information for each depth, and may use the decoding information by using information about an encoding mode for a corresponding depth. .
도 16, 17 및 18는 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.16, 17, and 18 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment.
부호화 단위(1010)는, 최대부호화단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.The coding units 1010 are deeper coding units determined by the video encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the maximum coding unit. The prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each deeper coding unit among the coding units 1010, and the transform unit 1070 is transform units of each deeper coding unit.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대부호화단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다. If the depth-based coding units 1010 have a depth of 0, the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1, and the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths. 2, coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three, and coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 모드며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 모드, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 모드다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다. Some of the partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are 2NxN partition modes, partitions 1016, 1048, and 1052 are Nx2N partition modes, and partitions 1032 are NxN partition modes. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.The image data of the part 1052 of the transformation units 1070 is transformed or inversely transformed into a data unit having a smaller size than the coding unit. In addition, the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and transform / inverse transform operations for the same coding unit. Each can be performed on a separate data unit.
이에 따라, 최대부호화단위마다, 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(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.Accordingly, encoding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit, thereby determining an optimal coding unit, and thus, 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 100 and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment.
표 1
Figure PCTKR2015011797-appb-T000001
Table 1
Figure PCTKR2015011797-appb-T000001
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.The output unit 130 of the video encoding apparatus 100 according to an embodiment outputs encoding information about coding units having a tree structure, and the encoding information extraction unit of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment ( 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
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 최종 심도이므로, 최종 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.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, the partition depth information, the prediction mode, and the transform unit size information are defined for the final depth because the depth in which the current coding unit is no longer divided into the lower coding units is the final depth. Can be. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 모드에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 모드 2Nx2N에서만 정의될 수 있다. The prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode. Intra mode and inter mode can be defined in all partition modes, and skip mode can only be defined in partition mode 2Nx2N.
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. 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. Can be. 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.
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. 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.
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.Encoding information of coding units having a tree structure according to an embodiment may be allocated to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit unit of a 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.
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, 최대부호화단위 내의 심도들의 분포가 유추될 수 있다.Therefore, if 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. In addition, since 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.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.Therefore, in this case, when the current coding unit is predicted with reference to the neighboring data unit, the encoding information of the data unit in the depth-specific coding unit adjacent to the current coding unit may be directly referenced and used.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.In another embodiment, when the prediction coding is performed by referring to the neighboring coding unit, the data adjacent to the current coding unit in the coding unit according to depths is encoded by using the encoding information of the adjacent coding units according to depths. The neighboring coding unit may be referred to by searching.
도 19는 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.FIG. 19 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1. FIG.
최대부호화단위(1300)는 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 모드 정보는, 파티션 모드 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다. The maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of depths. Since one coding unit 1318 is a coding unit of depth, split information may be set to zero. The partition mode information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N includes partition modes 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, and nLx2N 1336. And nRx2N 1338.
변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 모드에 따라 변경될 수 있다. The transform unit split information (TU size flag) is a type of transform index, and a size of a transform unit corresponding to the transform index may be changed according to a prediction unit type or a partition mode of the coding unit.
예를 들어, 파티션 모드 정보가 대칭형 파티션 모드 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.For example, if the partition mode information is set to one of symmetric partition modes 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, and NxN 1328, if the conversion unit partition information is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1342 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
파티션 모드 정보가 비대칭형 파티션 모드 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.When partition mode information is set to one of asymmetric partition modes 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 × N / 2 may be set.
도 12를 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다. Although the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 12 is a flag having a value of 0 or 1, the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically. The transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다. In this case, when the transformation unit split information according to an embodiment is used together with the maximum size of the transformation unit and the minimum size of the transformation unit, the size of the transformation unit actually used may be expressed. The video encoding apparatus 100 according to an embodiment may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information. The encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS. The video decoding apparatus 200 according to an embodiment may use the maximum transform unit size information, the minimum transform unit size information, and the maximum transform unit split information to use for video decoding.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.For example, (a) if the current coding unit is 64x64 in size and the maximum transform unit size is 32x32, (a-1) when the transform unit split information is 0, the size of the transform unit is 32x32, (a-2) When the split information is 1, the size of the transform unit may be set to 16 × 16, and (a-3) when the split unit information is 2, the size of the transform unit may be set to 8 × 8.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.As another example, (b) if the current coding unit is size 32x32 and the minimum transform unit size is 32x32, (b-1) when the transform unit split information is 0, the size of the transform unit may be set to 32x32. Since the size cannot be smaller than 32x32, no further conversion unit split information can be set.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.As another example, (c) if the current coding unit is 64x64 and the maximum transform unit split information is 1, the transform unit split information may be 0 or 1, and no other transform unit split information may be set.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.Therefore, when the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex', the minimum transform unit size is 'MinTransformSize', and the transform unit split information is 0, the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'. The size 'CurrMinTuSize' can be defined as in relation (1) below.
CurrMinTuSizeCurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)= max (MinTransformSize, RootTuSize / (2 ^ MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.Compared to the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit, 'RootTuSize', which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (1), 'RootTuSize / (2 ^ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다. According to an embodiment, the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.For example, if the current prediction mode is the inter mode, RootTuSize may be determined according to the following relation (2). In relation (2), 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size and 'PUSize' represents the current prediction unit size.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)RootTuSize = min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.That is, when the current prediction mode is the inter mode, 'RootTuSize', which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다. If the prediction mode of the current partition unit is a mode when the prediction mode is an intra mode, 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below. 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3) RootTuSize = min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.That is, if the current prediction mode is the intra mode, the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다. However, it should be noted that the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
도 7 내지 19를 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대부호화단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.According to the video encoding method based on the coding units of the tree structure described above with reference to FIGS. 7 to 19, the image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the video decoding method based on the coding units of the tree structure. As a result, decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video, which 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.
또한, 픽처마다 또는 슬라이스마다 또는 최대부호화 단위마다, 또는 트리 구조에 따른 부호화단위마다, 또는 부호화 단위의 예측단위마다, 또는 부호화 단위의 변환단위마다, 오프셋 파라미터가 시그널링될 수 있다. 일례로, 최대부호화단위마다 수신된 오프셋 파라미터에 기초하여 복원된 오프셋값을 이용하여 최대부호화단위의 복원픽셀값들을 조정함으로써, 원본블록과의 오차가 최소화되는 최대부호화단위가 복원될 수 있다. In addition, an offset parameter may be signaled for each picture or every slice or every maximum coding unit, every coding unit according to a tree structure, every prediction unit of a coding unit, or every transformation unit of a coding unit. For example, by adjusting the reconstructed pixel values of the maximum coding unit by using the offset value reconstructed based on the offset parameter received for each maximum coding unit, the maximum coding unit in which the error with the original block is minimized may be restored.
설명의 편의를 위해 앞서 도 1a 내지 18을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법은, ' 비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1a 내지 18을 참조하여 전술된 비디오 복호화 방법은 ' 비디오 복호화 방법'으로 지칭한다For convenience of description, the video encoding method described above with reference to FIGS. 1A to 18 is collectively referred to as a 'video encoding method'. In addition, the video decoding method described above with reference to FIGS. 1A to 18 is referred to as a 'video decoding method'.
또한, 앞서 도 1a 내지 18을 참조하여 전술된 비디오 부호화 장치(10), 비디오 부호화 장치(100) 또는 영상 부호화부(400)로 구성된 비디오 부호화 장치는, ' 비디오 부호화 장치'로 통칭한다. 또한, 앞서 도 2a 내지 19를 참조하여 전술된 비디오 복호화 장치(20), 비디오 복호화 장치(200) 또는 영상 복호화부(500)로 구성된 비디오 복호화 장치는, ' 비디오 복호화 장치'로 통칭한다.In addition, a video encoding apparatus including the video encoding apparatus 10, the video encoding apparatus 100, or the image encoding unit 400 described above with reference to FIGS. 1A to 18 is collectively referred to as a “video encoding apparatus”. In addition, a video decoding apparatus including the video decoding apparatus 20, the video decoding apparatus 200, or the image decoding unit 500 described above with reference to FIGS. 2A to 19 is referred to as a “video decoding apparatus”.
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다. A computer-readable storage medium in which a program is stored according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.
도 20은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다. 20 illustrates a physical structure of a disk 26000 in which a program is stored, according to an exemplary embodiment. The disk 26000 described above as a storage medium may be a hard drive, a CD-ROM disk, a Blu-ray disk, or a DVD disk. The disk 26000 is composed of a plurality of concentric tracks tr, and the tracks are divided into a predetermined number of sectors Se in the circumferential direction. A program for implementing the above-described 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.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 14를 참조하여 후술된다. A computer system achieved using a storage medium storing a program for implementing the above-described video encoding method and video decoding method will be described below with reference to FIG.
도 21은 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 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. 21 shows a disc drive 26800 for recording and reading a program using the disc 26000. The computer system 26700 may store a program for implementing at least one of a video encoding method and a video decoding method on the disc 26000 using the disc drive 26800. In order to execute a program stored on the disk 26000 on the computer system 26700, 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.
도 20 및 21에서 예시된 디스크(26000) 뿐만 아니라, 메모리 카드, 롬 카세트, SSD(Solid State Drive)에도 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다. In addition to the disk 26000 illustrated in FIGS. 20 and 21, a program for implementing at least one of a video encoding method and a video decoding method may be stored in a memory card, a ROM cassette, and a solid state drive (SSD).
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다. A system to which the video encoding method and the video decoding method according to the above-described embodiment are applied will be described below.
도 22는 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)(11000)의 전체적 구조를 도시한다. 통신시스템의 서비스 영역은 소정 크기의 셀들로 분할되고, 각 셀에 베이스 스테이션이 되는 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)이 설치된다. FIG. 22 illustrates the overall structure of a content supply system 11000 for providing a content distribution service. The service area of the communication system is divided into cells of a predetermined size, and wireless base stations 11700, 11800, 11900, and 12000 that serve as base stations are installed in each cell.
컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다. The content supply system 11000 includes a plurality of independent devices. For example, independent devices such as a computer 12100, a personal digital assistant (PDA) 12200, a camera 12300, and a mobile phone 12500 may be an Internet service provider 11200, a communication network 11400, and a wireless base station. 11700, 11800, 11900, and 12000 to connect to the Internet 11100.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 16에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.However, the content supply system 11000 is not limited to the structure shown in FIG. 16, and devices may be selectively connected. The independent devices may be directly connected to the communication network 11400 without passing through the wireless base stations 11700, 11800, 11900, and 12000.
비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.The video camera 12300 is an imaging device capable of capturing video images like a digital video camera. The mobile phone 12500 is such as Personal Digital Communications (PDC), code division multiple access (CDMA), wideband code division multiple access (W-CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), and Personal Handyphone System (PHS). At least one communication scheme among various protocols may be adopted.
비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11900) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. The video camera 12300 may be connected to the streaming server 11300 through the wireless base station 11900 and the communication network 11400. The streaming server 11300 may stream and transmit the content transmitted by the user using the video camera 12300 through real time broadcasting. Content received from the video camera 12300 may be encoded by the video camera 12300 or the streaming server 11300. Video data captured by the video camera 12300 may be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100.
카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD , 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.Video data captured by the camera 12600 may also be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100. The camera 12600 is an imaging device capable of capturing both still and video images, like a digital camera. Video data received from the camera 12600 may be encoded by the camera 12600 or the computer 12100. Software for video encoding and decoding may be stored in a computer readable recording medium such as a CD-ROM disk, a floppy disk, a hard disk drive, an SSD, or a memory card that the computer 12100 may access.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다. In addition, when video is captured by a camera mounted on the mobile phone 12500, video data may be received from the mobile phone 12500.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다. The video data may be encoded by a large scale integrated circuit (LSI) system installed in the video camera 12300, the mobile phone 12500, or the camera 12600.
일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다. In the content supply system 11000 according to an embodiment, such as, for example, on-site recording content of a concert, a user is recorded using a video camera 12300, a camera 12600, a mobile phone 12500, or another imaging device. The content is encoded and sent to the streaming server 11300. The streaming server 11300 may stream and transmit content data to other clients who have requested the content data.
클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다. The clients are devices capable of decoding the encoded content data, and may be, for example, a computer 12100, a PDA 12200, a video camera 12300, or a mobile phone 12500. Thus, the content supply system 11000 allows clients to receive and play encoded content data. In addition, the content supply system 11000 enables clients to receive and decode and reproduce encoded content data in real time, thereby enabling personal broadcasting.
컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다. The video encoding apparatus and the video decoding apparatus may be applied to encoding and decoding operations of independent devices included in the content supply system 11000.
도 23 및 24을 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다. An embodiment of the mobile phone 12500 of the content supply system 11000 will be described in detail below with reference to FIGS. 23 and 24.
도 23은, 일 실시예에 따른 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. 23 is a diagram illustrating an external structure of the mobile phone 12500 to which a video encoding method and a video decoding method are applied, according to an embodiment. The mobile phone 12500 is not limited in functionality and may be a smart phone that can change or expand a substantial portion of its functions through an application program.
휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12520)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12520)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12520)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12530)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12530)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다. The mobile phone 12500 includes a built-in antenna 12510 for exchanging RF signals with the wireless base station 12000, and displays images captured by the camera 1530 or images received and decoded by the antenna 12510. And a display screen 12520 such as an LCD (Liquid Crystal Display) and an OLED (Organic Light Emitting Diodes) screen for displaying. The smartphone 12510 includes an operation panel 12540 including a control button and a touch panel. When the display screen 12520 is a touch screen, the operation panel 12540 further includes a touch sensing panel of the display screen 12520. The smart phone 12510 includes a speaker 12580 or another type of audio output unit for outputting voice and sound, and a microphone 12550 or another type of audio input unit for inputting voice and sound. The smartphone 12510 further includes a camera 1530 such as a CCD camera for capturing video and still images. In addition, the smartphone 12510 may be a storage medium for storing encoded or decoded data, such as video or still images captured by the camera 1530, received by an e-mail, or obtained in another form. 12570); And a slot 12560 for mounting the storage medium 12570 to the mobile phone 12500. The storage medium 12570 may be another type of flash memory such as an electrically erasable and programmable read only memory (EEPROM) embedded in an SD card or a plastic case.
도 16은 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. 16 illustrates an internal structure of the mobile phone 12500. In order to systematically control each part of the mobile phone 12500 including the display screen 12520 and the operation panel 12540, the power supply circuit 12700, the operation input controller 12640, the image encoder 12720, and the camera interface (12630), LCD control unit (12620), image decoding unit (12690), multiplexer / demultiplexer (12680), recording / reading unit (12670), modulation / demodulation unit (12660) and The sound processor 12650 is connected to the central controller 12710 through the synchronization bus 1730.
사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다. When the user operates the power button to set the 'power off' state from the 'power off' state, the power supply circuit 12700 supplies power to each part of the mobile phone 12500 from the battery pack, thereby causing the mobile phone 12500 to operate. Can be set to an operating mode.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다. The central controller 12710 includes a CPU, a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM).
휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 영상 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다. In the process in which the mobile phone 12500 transmits the communication data to the outside, the digital signal is generated in the mobile phone 12500 under the control of the central controller 12710, for example, the digital sound signal is generated in the sound processor 12650. In addition, the image encoder 12720 may generate a digital image signal, and text data of the message may be generated through the operation panel 12540 and the operation input controller 12640. When the digital signal is transmitted to the modulator / demodulator 12660 under the control of the central controller 12710, the modulator / demodulator 12660 modulates a frequency band of the digital signal, and the communication circuit 12610 is a band-modulated digital signal. Digital-to-analog conversion and frequency conversion are performed on the acoustic signal. The transmission signal output from the communication circuit 12610 may be transmitted to the voice communication base station or the radio base station 12000 through the antenna 12510.
예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다. For example, when the mobile phone 12500 is in a call mode, the sound signal acquired by the microphone 12550 is converted into a digital sound signal by the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710. The generated digital sound signal may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다. When a text message such as an e-mail is transmitted in the data communication mode, the text data of the message is input using the operation panel 12540, and the text data is transmitted to the central controller 12610 through the operation input controller 12640. Under the control of the central controller 12610, the text data is converted into a transmission signal through the modulator / demodulator 12660 and the communication circuit 12610, and transmitted to the radio base station 12000 through the antenna 12510.
데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12520)에 곧바로 디스플레이될 수 있다. In order to transmit the image data in the data communication mode, the image data photographed by the camera 1530 is provided to the image encoder 12720 through the camera interface 12630. The image data photographed by the camera 1252 may be directly displayed on the display screen 12520 through the camera interface 12630 and the LCD controller 12620.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12530)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12530)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다. The structure of the image encoder 12720 may correspond to the structure of the video encoding apparatus described above. The image encoder 12720 encodes the image data provided from the camera 1252 according to the above-described video encoding method, converts the image data into compression-encoded image data, and multiplexes / demultiplexes 12680 the encoded image data. Can be printed as The sound signal obtained by the microphone 12550 of the mobile phone 12500 is also converted into digital sound data through the sound processor 12650 during recording of the camera 1250, and the digital sound data is converted into the multiplex / demultiplexer 12680. Can be delivered.
다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다. The multiplexer / demultiplexer 12680 multiplexes the encoded image data provided from the image encoder 12720 together with the acoustic data provided from the sound processor 12650. The multiplexed data may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다. In the process of receiving the communication data from the outside of the mobile phone 12500, the signal received through the antenna (12510) converts the digital signal through a frequency recovery (Analog-Digital conversion) process . The modulator / demodulator 12660 demodulates the frequency band of the digital signal. The band demodulated digital signal is transmitted to the video decoder 12690, the sound processor 12650, or the LCD controller 12620 according to the type.
휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다. When the mobile phone 12500 is in the call mode, the mobile phone 12500 amplifies a signal received through the antenna 12510 and generates a digital sound signal through frequency conversion and analog-to-digital conversion processing. The received digital sound signal is converted into an analog sound signal through the modulator / demodulator 12660 and the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710, and the analog sound signal is output through the speaker 12580. .
데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다. In the data communication mode, when data of a video file accessed from a website of the Internet is received, a signal received from the radio base station 12000 via the antenna 12510 is converted into multiplexed data as a result of the processing of the modulator / demodulator 12660. The output and multiplexed data is transmitted to the multiplexer / demultiplexer 12680.
안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다. In order to decode the multiplexed data received through the antenna 12510, the multiplexer / demultiplexer 12680 demultiplexes the multiplexed data to separate the encoded video data stream and the encoded audio data stream. By the synchronization bus 1730, the encoded video data stream is provided to the video decoder 12690, and the encoded audio data stream is provided to the sound processor 12650.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 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. The structure of the image decoder 12690 may correspond to the structure of the video decoding apparatus described above. The image decoder 12690 decodes the encoded video data to generate reconstructed video data by using the above-described video decoding method, and restores the reconstructed video data to the display screen 1252 via the LCD controller 1262. Video data can be provided.
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. Accordingly, video data of a video file accessed from a website of the Internet can be displayed on the display screen 1252. At the same time, 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.
휴대폰(1250) 또는 다른 형태의 통신단말기는 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.The mobile phone 1250 or another type of communication terminal may be a transmitting / receiving terminal including both a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, a transmitting terminal including only the video encoding apparatus described above, or a receiving terminal including only a video decoding apparatus.
통신시스템은 도 23을 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 25은 일 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다. 도 25의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하여, 위성 또는 지상파 네트워크를 통해 전송되는 디지털 방송을 수신할 수 있다. The communication system is not limited to the structure described above with reference to FIG. For example, FIG. 25 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system, according to an exemplary embodiment. The digital broadcasting system according to the embodiment of FIG. 25 may receive a digital broadcast transmitted through a satellite or terrestrial network using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus.
구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다. Specifically, the broadcast station 12890 transmits the video data stream to the communication satellite or the broadcast satellite 12900 through radio waves. The broadcast satellite 12900 transmits a broadcast signal, and the broadcast signal is received by the antenna 12860 in the home to the satellite broadcast receiver. In each household, the encoded video stream may be decoded and played back by the TV receiver 12610, set-top box 12870, or other device.
재생장치(12830)에서 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다. As the video decoding apparatus is implemented in the playback device 12230, the playback device 12230 may read and decode the encoded video stream recorded on the storage medium 12020 such as a disk and a memory card. The reconstructed video signal may thus be reproduced in the monitor 12840, for example.
위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.The video decoding apparatus may also be mounted in the set top box 12870 connected to the antenna 12860 for satellite / terrestrial broadcasting or the cable antenna 12850 for cable TV reception. Output data of the set-top box 12870 may also be reproduced by the TV monitor 12880.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.As another example, a video decoding apparatus may be mounted on the TV receiver 12810 itself instead of the set top box 12870.
적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다. An automobile 12920 with an appropriate antenna 12910 may receive signals from satellite 12800 or radio base station 11700. The decoded video may be played on the display screen of the car navigation system 12930 mounted on the car 12920.
비디오 신호는, 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 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.The video signal may be encoded by the video encoding apparatus and recorded and stored in a storage medium. Specifically, the video signal may be stored in the DVD disk 12960 by the DVD recorder, or the video signal may be stored in the hard disk by the hard disk recorder 12950. As another example, the video signal may be stored in the SD card 12970. If the hard disk recorder 12950 includes a video decoding apparatus according to an embodiment, the video signal recorded on the DVD disk 12960, the SD card 12970, or another type of storage medium may be reproduced on the monitor 12880. have.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 25의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 25의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.The vehicle navigation system 12930 may not include the camera 1530, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 25. For example, the computer 12100 and the TV receiver 12610 may not include the camera 1250, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 25.
도 26은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.FIG. 26 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to an embodiment.
클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.The cloud computing system may include a cloud computing server 14100, a user DB 14100, a computing resource 14200, and a user terminal.
클라우드 컴퓨팅 시스템은, 사용자 단말기의 요청에 따라 인터넷과 같은 정보 통신망을 통해 컴퓨팅 자원의 온 디맨드 아웃소싱 서비스를 제공한다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서, 서비스 제공자는 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 데이터 센터의 컴퓨팅 자원를 가상화 기술로 통합하여 사용자들에게 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스 사용자는 어플리케이션(Application), 스토리지(Storage), 운영체제(OS), 보안(Security) 등의 컴퓨팅 자원을 각 사용자 소유의 단말에 설치하여 사용하는 것이 아니라, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 서비스를 원하는 시점에 원하는 만큼 골라서 사용할 수 있다. The cloud computing system provides an on demand outsourcing service of computing resources through an information communication network such as the Internet at the request of a user terminal. In a cloud computing environment, service providers integrate the computing resources of data centers located in different physical locations into virtualization technology to provide users with the services they need. The service user does not install and use computing resources such as application, storage, operating system, and security in each user's own terminal, but services in virtual space created through virtualization technology. You can choose as many times as you want.
특정 서비스 사용자의 사용자 단말기는 인터넷 및 이동통신망을 포함하는 정보통신망을 통해 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)에 접속한다. 사용자 단말기들은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)로부터 클라우드 컴퓨팅 서비스 특히, 동영상 재생 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자 단말기는 데스트탑 PC(14300), 스마트TV(14400), 스마트폰(14500), 노트북(14600), PMP(Portable Multimedia Player)(14700), 태블릿 PC(14800) 등, 인터넷 접속이 가능한 모든 전자 기기가 될 수 있다.A user terminal of a specific service user accesses the cloud computing server 14100 through an information communication network including the Internet and a mobile communication network. The user terminals may be provided with a cloud computing service, particularly a video playback service, from the cloud computing server 14100. The user terminal may be any electronic device capable of accessing the Internet, such as a desktop PC 14300, a smart TV 14400, a smartphone 14500, a notebook 14600, a portable multimedia player (PMP) 14700, a tablet PC 14800, and the like. It can be a device.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 클라우드 망에 분산되어 있는 다수의 컴퓨팅 자원(14200)을 통합하여 사용자 단말기에게 제공할 수 있다. 다수의 컴퓨팅 자원(14200)은 여러가지 데이터 서비스를 포함하며, 사용자 단말기로부터 업로드된 데이터를 포함할 수 있다. 이런 식으로 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 여러 곳에 분산되어 있는 동영상 데이터베이스를 가상화 기술로 통합하여 사용자 단말기가 요구하는 서비스를 제공한다.The cloud computing server 14100 may integrate and provide a plurality of computing resources 14200 distributed in a cloud network to a user terminal. The plurality of computing resources 14200 include various data services and may include data uploaded from a user terminal. In this way, the cloud computing server 14100 integrates a video database distributed in various places into a virtualization technology to provide a service required by a user terminal.
사용자 DB(14100)에는 클라우드 컴퓨팅 서비스에 가입되어 있는 사용자 정보가 저장된다. 여기서, 사용자 정보는 로그인 정보와, 주소, 이름 등 개인 신용 정보를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 정보는 동영상의 인덱스(Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 인덱스는 재생을 완료한 동영상 목록과, 재생 중인 동영상 목록과, 재생 중인 동영상의 정지 시점 등을 포함할 수 있다. The user DB 14100 stores user information subscribed to a cloud computing service. Here, the user information may include login information and personal credit information such as an address and a name. In addition, the user information may include an index of the video. Here, the index may include a list of videos that have been played, a list of videos being played, and a stop time of the videos being played.
사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 정보는, 사용자 디바이스들 간에 공유될 수 있다. 따라서 예를 들어 노트북(14600)으로부터 재생 요청되어 노트북(14600)에게 소정 동영상 서비스를 제공한 경우, 사용자 DB(14100)에 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리가 저장된다. 스마트폰(14500)으로부터 동일한 동영상 서비스의 재생 요청이 수신되는 경우, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)을 참조하여 소정 동영상 서비스를 찾아서 재생한다. 스마트폰(14500)이 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)를 통해 동영상 데이터스트림을 수신하는 경우, 동영상 데이터스트림을 복호화하여 비디오를 재생하는 동작은, 앞서 도 23을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다. Information about a video stored in the user DB 14100 may be shared among user devices. Thus, for example, when a playback request is provided from the notebook 14600 and a predetermined video service is provided to the notebook 14600, the playback history of the predetermined video service is stored in the user DB 14100. When the playback request for the same video service is received from the smartphone 14500, the cloud computing server 14100 searches for and plays a predetermined video service with reference to the user DB 14100. When the smartphone 14500 receives the video data stream through the cloud computing server 14100, the operation of decoding the video data stream and playing the video may be performed by the operation of the mobile phone 12500 described above with reference to FIG. 23. similar.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)에 저장된 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로부터 사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 재생 요청을 수신한다. 동영상이 그 전에 재생 중이었던 것이면, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로의 선택에 따라 처음부터 재생하거나, 이전 정지 시점부터 재생하느냐에 따라 스트리밍 방법이 달라진다. 예를 들어, 사용자 단말기가 처음부터 재생하도록 요청한 경우에는 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 첫 프레임부터 스트리밍 전송한다. 반면, 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다. The cloud computing server 14100 may refer to a playback history of a predetermined video service stored in the user DB 14100. For example, the cloud computing server 14100 receives a playback request for a video stored in the user DB 14100 from a user terminal. If the video was being played before, the cloud computing server 14100 may have a streaming method different depending on whether the video is played from the beginning or from the previous stop point according to the user terminal selection. For example, when the user terminal requests to play from the beginning, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the first frame. On the other hand, if the terminal requests to continue playing from the previous stop point, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the frame at the stop point.
이 때 사용자 단말기는, 도 1a 내지 26을 참조하여 전술한 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 26을 참조하여 전술한 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 26을 참조하여 전술한 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.In this case, the user terminal may include the video decoding apparatus described above with reference to FIGS. 1A through 26. As another example, the user terminal may include the video encoding apparatus described above with reference to FIGS. 1A through 26. In addition, the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus described above with reference to FIGS. 1A through 26.
도 1a 내지 26을 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법, 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 13 내지 도 19에서 전술되었다. 하지만, 도 1a 내지 19를 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 다양한 실시예들은, 도 20 내지 도 26의 실시예들에 한정되지 않는다.Various embodiments of using 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 26 have been described above with reference to FIGS. 13 through 19. However, various embodiments in which the video encoding method and the video decoding method described above with reference to FIGS. 1A through 19 are stored in a storage medium, or in which the video encoding apparatus and the video decoding apparatus are implemented in a device, are illustrated in FIGS. 20 to 26. It is not limited to.
본 명세서에서, "A는 a1, a2 및 a3 중 하나를 포함할 수 있다"는 기술은, A라는 엘리먼트(element)에 포함될 수 있는 예시적인 엘리먼트가 a1, a2 또는 a3라는 넓은 의미이다. In the present specification, the description "A may include one of a1, a2, and a3" has a broad meaning that an exemplary element that may be included in an element of A is a1, a2, or a3.
상기 기술로 인해 엘리먼트 A를 구성할 수 있는 엘리먼트가 반드시 a1, a2 또는 a3로 국한된다는 것은 아니다. 따라서 A를 구성할 수 있는 엘리먼트가, a1, a2 및 a3 이외에 예시되지 않은 다른 엘리먼트들을 배제한다는 의미로, 배타적으로 해석되지 않음에 유의하여야 한다. The above description does not necessarily mean that the elements capable of constituting element A are limited to a1, a2 or a3. Therefore, it should be noted that the elements capable of constituting A are not exclusively interpreted, meaning that they exclude other elements which are not illustrated other than a1, a2, and a3.
또한, 상기 기술은, A는 a1를 포함하거나, a2를 포함하거나, 또는 a3를 포함할 수 있다는 의미이다. 상기 기술이 A를 구성하는 엘리먼트들이 반드시 소정 집합 내에서 선택적으로 결정된다는 것을 의미하지는 않는다. 예를 들어 상기 기술이, 반드시 a1, a2 및 a3를 포함하는 집합으로부터 선택된 a1, a2, 또는 a3가 컴포넌트 A를 구성한다는 것으로, 제한적으로 해석되지 않음에 유의하여야 한다. In addition, the above description means that A may include a1, include a2, or include a3. The above description does not mean that elements constituting A are necessarily determined within a predetermined set. It should be noted, for example, that the above description is not necessarily to be construed as limited that a1, a2, or a3 selected from the set comprising a1, a2 and a3 constitutes component A.
또한 본 명세서에서, "a1, a2 또는(및) a3 중 적어도 하나"는 기술은, a1; a2; a3; a1와 a2; a1와 a3; a2와 a3; a1와 a2와 a3 중에서 한 가지를 나타낸다. In addition, in the present specification, "at least one of a1, a2 or (and) a3" is a technology, a1; a2; a3; a1 and a2; a1 and a3; a2 and a3; One of a1, a2, and a3.
따라서, "a1 중 적어도 하나, a2 중 적어도 하나 또는(및) a3 중 적어도 하나"라고 명시적으로 기술하지 않는 이상, "a1, a2 또는(및) a3 중 적어도 하나"는 기술이 "a1 중 적어도 하나, a2 중 적어도 하나 또는(및) a3 중 적어도 하나"라고 해석되지 않음에 유의하여야 한다.Thus, unless at least one of a1, at least one of a2 or at least one of a3 and / or a3 is expressly stated, “at least one of a1, a2 or (and) a3” means that the description of at least one of a1 1, at least one of a2 or (and) at least one of a3 ".
한편, 상술한 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer which operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).
이제까지 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 다양한 실시예의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 다양한 실시예에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the preferred embodiments. Those skilled in the art will appreciate that the embodiments may be embodied in a modified form without departing from the essential characteristics thereof. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the various embodiments is set forth in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the various embodiments.

Claims (15)

  1. 비트스트림으로부터 계수를 획득하는 단계;Obtaining coefficients from the bitstream;
    상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 단계;Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the obtained coefficients;
    상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계;Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block;
    상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 단계; 및Reconstructing a current block using the residual block and the prediction block; And
    상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 단계를 포함하고,Generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block;
    상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화(regularize)가 수행되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.And normalizing the at least one block of the inverse quantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 정규화는,The normalization is
    원본값들과 결과값들의 차이 및 상기 결과값들 간의 차이가 최소화되는 상기 결과값들을 결정하는 과정인 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.And determining the result values at which the difference between the original values and the result values and the difference between the result values are minimized.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    정규화 역양자화 블록은Normalized dequantization block
    상기 역양자화 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록이고,A block including result values generated by performing normalization on the inverse quantization block;
    정규화 복원 블록은,The normalized restore block is
    상기 정규화 역양자화 블록에 대해 역변환을 수행한 결과 생성된 정규화 레지듀얼 블록과 상기 예측 블록을 합성함으로써 생성된 블록이고,A block generated by synthesizing the prediction block with a normalized residual block generated as a result of performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block,
    상기 역양자화 블록이 정규화되는 경우,If the inverse quantization block is normalized,
    상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이(difference) 및 상기 정규화 복원 블록들에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 역양자화 블록의 픽셀값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.A pixel value of the normalized inverse quantization block that minimizes a difference between pixel values included in the normalized dequantization block and pixel values of the inverse quantization block and a pixel value difference between pixels included in the normalization reconstruction blocks Video decoding method characterized in that for determining.
  4. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 역양자화 블록이 정규화되는 경우,If the inverse quantization block is normalized,
    상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 역양자화 블록 내 픽셀값들이 결정되고,In the normalized inverse quantization block to minimize the difference between the pixel value included in the normalized dequantization block and the pixel value of the inverse quantization block multiplied by the weight W and the pixels in the normalized decompression block The pixel values are determined,
    상기 가중치 W는 상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 T(T는 소정의 값)보다 작으면, 소정의 임계값보다 작은 값이고, 상기 정규화 역양자화 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 역양자화 블록의 픽셀값들의 차이가 상기 T 보다 크거나 같으면, 상기 소정의 임계값보다 크거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.The weight W is a value smaller than a predetermined threshold when a difference between pixel values included in the normalized dequantization block and pixel values of the dequantization block is smaller than T (T is a predetermined value), and the normalization inverse And if the difference between the pixel values included in the quantization block and the pixel values of the dequantization block is greater than or equal to the T, the video decoding method is greater than or equal to the predetermined threshold.
  5. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    정규화 예측 블록은Normalized prediction block
    상기 예측 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록이고,A block including result values generated by performing normalization on the prediction block,
    상기 예측 블록이 정규화되는 경우,If the prediction block is normalized,
    상기 예측 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화 예측 블록의 픽셀값들의 차이 및 상기 정규화 예측 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 예측 블록의 픽셀값들이 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.Characterized in that the pixel values of the normalization prediction block are minimized to minimize the difference between the pixel values included in the prediction block and the pixel values of the normalization prediction block and the pixels included in the normalization prediction block. Video decoding method.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 예측 블록은 제1 참조 영상으로부터 예측된 제1 예측 블록의 픽셀값들 및 제2 참조 영상으로부터 예측된 제2 예측 블록의 픽셀값들을 이용하여 생성되고,The prediction block is generated using pixel values of the first prediction block predicted from the first reference picture and pixel values of the second prediction block predicted from the second reference picture,
    상기 예측 블록이 정규화되는 경우,If the prediction block is normalized,
    상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록이 정규화되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.And the first prediction block and the second prediction block are normalized.
  7. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    정규화 복원 블록은Normalized restore block
    상기 복원된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록이고,A block including result values generated by performing normalization on the restored current block,
    상기 복원된 현재 블록이 정규화되는 경우,If the restored current block is normalized,
    상기 복원된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화 복원 블록의 픽셀값들의 차이 및 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀값들이 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.Pixel values included in the normalized reconstruction block for minimizing a difference between pixel values included in the reconstructed current block and pixel values of the normalized reconstructed block and pixels included in the normalized reconstructed block are determined. Video decoding method.
  8. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    이전에 복호화된 주변 블록 및 상기 복원된 현재 블록을 포함하는 확장된 현재 블록(extended current block)이 생성되고,An extended current block including a previously decoded neighboring block and the restored current block is generated,
    정규화된 확장 복원 블록은The normalized extended restore block
    상기 확장된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된 결과값들을 포함하는 블록이고,A block including result values generated by performing normalization on the extended current block,
    상기 복원된 현재 블록이 정규화되는 경우,If the restored current block is normalized,
    상기 확장된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들의 차이 및 상기 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 정규화된 확장 복원 블록의 픽셀값들이 결정되고, 상기 정규화된 확장 복원 블록에 포함된 픽셀값들 중 현재 블록에 포함된 픽셀들의 위치에 대응하는 픽셀값들을 상기 정규화 복원 블록에 포함된 픽셀값 들으로 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.A pixel value of a normalized extension recovery block which minimizes a difference between pixel values included in the extended current block and pixel values of the normalized extension recovery block and a pixel value difference between pixels included in the normalized extension recovery block. Are determined, and the pixel values corresponding to the positions of the pixels included in the current block among the pixel values included in the normalized extended reconstruction block are determined as the pixel values included in the normalized reconstructed block. Way.
  9. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    정규화된 필터링 블록은,The normalized filtering block
    상기 필터링된 현재 블록에 대해 정규화를 수행하여 생성된결과값들을 포함하는 블록이고,A block including result values generated by performing normalization on the filtered current block,
    상기 필터링된 현재 블록이 정규화되는 경우,If the filtered current block is normalized,
    상기 필터링된 현재 블록에 포함된 픽셀값들과 상기 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들의 차이에 가중치 W를 곱한 값 및 상기 정규화된 필터링 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화된 필터링 블록의 픽셀값들이 결정되고,The normalized filtering to minimize the difference in pixel values between the pixel values included in the filtered current block and the pixel values of the normalized filtering block by multiplying a weight W and the pixels included in the normalized filtering block. The pixel values of the block are determined,
    상기 가중치 W는 상기 필터링된 현재 블록의 경계 내부에 인접하는 픽셀들에 대해 소정의 값보다 작거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.And the weight W is a value less than or equal to a predetermined value for pixels adjacent to a boundary of the filtered current block.
  10. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 정규화는,The normalization is
    원본값들과 결과값들의 차이 및 상기 결과값들 간의 차이가 최소화되는 상기 결과값들을 결정하기 위해 반복적인 프로세스(iterative process)를 수행하는 과정이고,Performing an iterative process to determine the difference between the original values and the result values and the difference between the result values;
    상기 반복적인 프로세스의 반복 횟수(Number of iteration)는 소정의 신택스에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.The number of iteration of the iterative process is determined according to a predetermined syntax.
  11. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 정규화는 The normalization is
    상기 원본값들과 결과값들의 차이 및 상기 결과값들 간의 차이에 관한 트레이드-오프 파라미터(trade-off parameter) λ를 고려하여 상기 결과값들을 결정하는 과정을 수행하는 것이고,Determining the result values in consideration of a trade-off parameter λ relating to the difference between the original values and the result values and the difference between the result values;
    상기 λ는 상기 정규화되는 적어도 하나의 블록의 타입(type)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.The λ is determined according to the type of the at least one block to be normalized.
  12. 현재 블록에 포함된 계수를 부호화하는 단계;Encoding a coefficient included in a current block;
    상기 부호화된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 단계;Generating an inverse quantization block by performing inverse quantization on the quantization block including the encoded coefficients;
    상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계;Generating a residual block by performing inverse transform on the inverse quantization block;
    상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계; 및Reconstructing the current block using the residual block and the prediction block; And
    상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 단계를 포함하고,Generating a filtered current block by performing filtering on the restored current block;
    상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화(regularize)가 수행되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.And normalizing the at least one block of the inverse quantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  13. 비트스트림으로부터 계수를 획득하고, 상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 역양자화 블록을 생성하는 역양자화부;An inverse quantization unit configured to obtain a coefficient from a bitstream and perform inverse quantization on the quantization block including the obtained coefficient to generate an inverse quantization block;
    상기 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 역변환부;An inverse transform unit generating a residual block by performing an inverse transform on the inverse quantization block;
    상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 복원부;A reconstruction unit for reconstructing a current block by using the residual block and the prediction block;
    상기 복원된 현재 블록에 대해 필터링을 수행하여 필터링된 현재 블록을 생성하는 필터링부; 및A filtering unit configured to perform filtering on the restored current block to generate a filtered current block; And
    적어도 하나의 데이터 단위에 대해 정규화를 수행하는 정규화부를 포함하고,A normalization unit performing normalization on at least one data unit,
    상기 정규화부는 상기 역양자화 블록, 상기 예측 블록, 상기 복원된 현재 블록 및 상기 필터링된 현재 블록 중 적어도 하나의 블록에 대해 정규화를 수행하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.The normalization unit performs normalization on at least one of the inverse quantization block, the prediction block, the reconstructed current block, and the filtered current block.
  14. 비트스트림으로부터 계수를 획득하는 단계;Obtaining coefficients from the bitstream;
    상기 획득된 계수를 포함하는 양자화 블록에 대해 정규화된 역양자화(Regularized De-qunatization)를 수행하여 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계;Generating a normalized dequantization block by performing normalized de-quantization on the quantization block including the obtained coefficients;
    상기 정규화된 역양자화 블록에 대한 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 생성하는 단계; 및Generating a residual block by performing an inverse transform on the normalized inverse quantization block; And
    상기 레지듀얼 블록 및 예측 블록을 이용하여 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하고,Reconstructing a current block using the residual block and the prediction block,
    정규화 양자화 블록은 상기 양자화 블록에 대해 역양자화를 수행하여 생성된 정규화된 역양자화 블록을 양자화하여 생성된 블록이고,The normalized quantization block is a block generated by quantizing a normalized inverse quantization block generated by performing inverse quantization on the quantization block,
    상기 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계는,Generating the normalized dequantization block,
    상기 정규화 양자화 블록의 픽셀값들과 상기 양자화 블록의 픽셀값들의 차이(difference) 및 상기 정규화된 역양자화 블록에 포함된 픽셀들 간의 픽셀값 차이를 최소화하는 상기 정규화된 역양자화 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.Generating the normalized inverse quantization block that minimizes a difference between pixel values of the normalized quantization block and pixel values of the quantization block and a pixel value difference between pixels included in the normalized inverse quantization block. Video decoding method comprising a.
  15. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing the method of claim 1.
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