WO2017155334A1

WO2017155334A1 - 비디오 코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: WO2017155334A1
Application number: PCT/KR2017/002578
Authority: WO
Inventors: 안용조; 심동규; 류호찬; 박시내; 임웅
Original assignee: 디지털인사이트 주식회사; 광운대학교 산학협력단
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2017-09-14
Also published as: CN116506601A; CN116506602A; CN116506600A; US20190082179A1; US11838509B2; US20240048704A1; US10694184B2; CN116506603A; US11438591B2; CN116506604A; US20220360780A1; CN109155857A; CN109155857B; US20200288133A1

Abstract

본 발명은 비디오 압축 기술 중 양자화 계수 그룹 부호화 및 복호화에 있어 가변 크기의 양자화 계수 그룹을 이용하여 부호화 및 복호화를 수행하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 비디오 복호화 방법은 현재 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하고, 현재 양자화 계수 그룹에 대하여 엔트로피 복호화를 통해 양자화 계수를 획득하며, 획득한 양자화 계수들에 대하여 역양자화 과정을 거쳐 변환 계수를 획득하여, 획득한 변환 계수에 대하여 역변환 과정을 거쳐 차분 신호를 획득하는 과정을 포함한다.

Description

비디오 코딩 방법 및 장치

본 발명은 영상 처리기술에 관한 것이다.

최근 고해상도, 고화질 비디오에 대한 요구가 증가함에 따라 차세대 비디오 서비스를 위한 고효율 비디오 압축 기술에 대한 필요성이 대두되었다.

비디오 압축 기술에서 양자화 계수 부호화 및 복호화 기술은 원본 신호와 예측 신호 간의 차분 신호에 대하여 변환 및 양자화를 수행한 신호를 엔트로피 부호화 기술을 통해 비트스트림으로 생성하는 기술 혹은 그렇게 생성된 비트스트림을 엔트로피 복호화 기술을 통해 차분 신호로 복원하는 기술을 의미한다.

본 발명은 비디오 압축 기술 대비 부호화 효율을 향상시키는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 FHD (Full High Definition) 및 UHD (Ultra High Definition)오 같은 고해상도의 영상을 위한 비디오 부/복호화기에서 움직임 정보의 전송을 효과적으로 하기 위해 복호화기에서 움직임 벡터의 정보를 복호화기에서 도출하고 이를 통해 효과적으로 비디오 부/복호화가 가능한 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일부 실시예는 영상의 광범위한 영역에 대한 글로벌 움직임 보상을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일부 실시예는 효과적으로 화면 내 예측을 수행하기 위한 참조 신호의 생성 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일부 실시예는 비디오 압축 기술에서 곡선화면 내 예측 기술을 사용하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 언급된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 양자화 계수 그룹 정보 획득부, 양자화 계수 그룹에 대한 엔트로피 복호화를 통해 양자화 계수를 획득하는 양자화 계수 그룹 엔트로피 복호화부, 상기 획득한 양자화 계수들에 대하여 역양자화를 통해 변환 계수를 획득하는 역양자화부, 및 상기 획득한 변환 계수에 대하여 역변환 과정을 거쳐 차분 신호를 획득하는 역변환부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부 추출부, 상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보를 획득하는 양자화 계수 그룹 분할 정보 복호화부, 및 양자화 계수 엔트로피 복호화를 수행하는 양자화 계수 엔트로피 복호화부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 현재 복호화 단위의 크기에 기초하여 분할에 대한 양자화 계수 그룹 분할 플래그를 비트스트림에서 추출하는 양자화 계수 그룹 분할 플래그 추출부, 상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할하지 않음을 나타내는 경우, 상기 현재 복호화 단위에서 양자화 계수 그룹의 크기를 결정하는 양자화 계수 그룹 크기 결정부, 상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할을 나타내는 경우, 상기 현재 복호화 단위를 복수의 하위 양자화 계수 그룹들로 분할하는 하위 양자화 계수 그룹 분할부, 및 양자화 계수 그룹 엔트로피 복호화를 수행하는 양자화 계수 그룹 엔트로피 복호화부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부 추출부,상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 상기 가변 크기의 양자화 계수 그룹의 분할 방법을 결정하는 양자화 계수 그룹 분할 방법 결정부, 및 상기 결정된 가변 크기의 양자화 계수 그룹의 분할 방법에 따라 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 크기 정보를 획득하는 양자화 계수 그룹 크기 정보 획득부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 현재 복호화 단위의 크기에 기초하여 분할에 대한 양자화 계수 그룹 분할 갯수 정보를 비트스트림에서 추출하는 양자화 계수 그룹 분할 갯수 정보 추출부, 상기 가변 크기의 양자화 계수 그룹 분할 방법과 현재 복호화 단위의 크기, 상기 양자화 계수 그룹 분할 갯수 정보에 기초하여 정의된 분할 정보를 이용하여 양자화 계수 그룹을 분할하는 양자화 계수 그룹 분할부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보 추출부, 상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보를 획득하는 양자화 계수 그룹 분할 정보 획득부, 및 상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보에 기초하여 양자화 계수 그룹의 엔트로피 복호화 스캔 순서를 획득하는 엔트로피 복호화 스캔 순서 획득부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에서 비디오 복호화 장치 및 방법은 움직임 정보 도출 장치 혹은 단계를 가지게 되며, 부호화기부터 직접적으로 전송받은 움직임 벡터의 정보 없이 복호화기에서 움직임 정보를 도출할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 글로벌 움직임 보상을 위한 정보를 획득하는 단계, 상기 결정된 글로벌 움직임 보상을 위한 정보를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 단계, 상기 결정된 글로벌 움직임 보상 영역에 대하여 글로벌 움직임 보상을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 글로벌 움직임 보상의 사용 여부를 나타내는 플래그를 추출하는 단계, 상기 추출된 플래그가 글로벌 움직임 보상의 사용을 의미하는 경우, 비트스트림으로부터 글로벌 움직임 보상 영역 결정 및 결정된 글로벌 움직임 영역별 움직임 보상 수행을 위한 정보를 추출하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 글로벌 움직임 보상 사용의 여부를 나타내는 플래그를 추출하는 단계, 상기 추출된 플래그가 글로벌 움직임 보상을 사용하지 않음을 의미하는 경우, 코딩 블록 단위 움직임 보상을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 획득된 움직임 보상 영역 결정 정보를 이용하여 글로벌 움직임 보상을 수행할 영역을 결정하는 단계, 상기 결정된 움직임 보상을 수행할 영역별 움직임 보상을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 획득된 움직임 보상 영역별 수행 정보를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역별로 글로벌 움직임 보상을 수행하는 글로벌 움직임 보상 영역에 대하여 글로벌 움직임 보상을 수행하는 단계를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법 및 장치는, 화면 내 예측을 수행함에 있어, 화면 내 예측을 위하여 참조되는 주변 복원신호를 이용하여 복원되지 않은 영역에 대한 신호를 생성하여 효율적인 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 복원된 신호 중 화면 내 예측을 위하여 참조되는 범위를 기존에 비해 확장하여 더 많은 복원 화소들을 참조함으로써, 화면 내 예측 성능을 향상시킬 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 예측 신호 생성을 위한 정보를 추출하는 단계, 상기 추출한 정보를 이용하여 참조 샘플 패딩을 수행하는 단계, 상기 추출한 정보를 이용하여 곡선 화면 내 예측을 수행하여 예측 샘플을 생성하는 단계, 상기 생성된 예측 샘플을 필터링하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 예측 신호 생성을 위한 정보를 획득하는 단계, 상기 추출된 화면 내 예측 모드 정보가 곡선 화면 내 예측을 의미하는 경우, 비트스트림으로부터 곡선 화면 내 예측에 대한 정보를 추출하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 획득된 곡선 화면 내 예측에 대한 정보 및 주변 블록의 참조 샘플 존재 유무를 이용하여 참조 샘플 패딩 수행 여부를 결정하고 참조 샘플 패딩을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 획득한 곡선 화면 내 예측에 대한 정보를 이용하여 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 생성된 예측 블록의 좌측 예측 샘플열 및 상단 예측 샘플행에 대하여 상기 샘플열을 포함하는 영역이 수평 방향 예측 또는 수직 방향 예측을 사용할 경우, 주변 참조 샘플의 변화량을 이용하여 필터링하는 단계를 포함한다.

본 발명은 양자화 계수 부호화 효율을 향상시키기 위하여, 양자화 계수 그룹의 크기를 신호의 특성에 따라 가변 크기를 사용하고 이에 부합되는 부호화 및 복호화 순서를 사용하는 방법 및 장치 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 가변 크기의 양자화 계수 그룹의 크기, 선택적 계수 부호화 및 복호화 순서를 사용하여 부호화에서 제외되는 계수의 갯수를 증가시킴으로써 양자화 계수 부호화의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 양자화 계수 그룹의 크기 및 형태를 가변적으로 사용함으로써 변환 및 양자화에 따른 에너지 집중 효과 및 고주파 성분 제거 효과에 따른 계수 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 복호화기에서 움직임 정보 도출 장치 혹은 단계를 통해 움직임 벡터에 대한 직접적인 전송 없이 비디오 복호화가 가능하도록 하고 비디오 부/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 부호화 효율 향상을 위하여 기존의 비디오 압축 기술에서 사용하는 움직임 보상 과정에서 광범위한 영역에 대한 글로벌 움직임 보상을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 광범위한 영역에 대한 움직임 보상을 한번에 수행하고, 글로벌 움직임 보상 영역에 대한 정보를 효율적으로 복호화기로 전달하여 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 복호화기에서 화면 내 예측 신호의 생성과 참조 범위를 확장함으로써 화면 내 예측 성능을 향상시키고, 전체 비디오의 압축 성능을 높일 수 있다.

본 발명은 부호화/복호화 효율 향상을 위하여 기존의 비디오 압축 기술에서 사용하는 화면 내 예측 과정에서 곡선 화면 내 예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 본 발명의 해결 수단에 의하면, 곡선 화면 내 예측을 통해 부호화기/복호화기에서 화면 내 예측의 효율을 향상시켜 비디오의 압축 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 크기 양자화 그룹 복호화의 순서를 나타내는 블록도를 도시한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 크기 양자화 계수 그룹 복호화 여부를 판단하고 양자화 계수 그룹 분할 정보를 획득하는 순서를 나타내는 블록도를 도시한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 크기 양자화 그룹 분할 플래그를 이용한 복호화 순서를 나타내는 블록도를 도시한다.

도 5 및 도 6은 4x4 고정 크기의 양자화 계수 그룹 및 이를 이용한 8x8 복호화 블록 및 16x16 복호화 블록의 스캔 순서의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 크기의 양자화 계수 그룹에 대한 쿼드-트리 구성 및 다중 스캔 순서의 사용의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 크기의 양자화 계수 그룹에 대한 16x16 복호화 블록 및 32x32 복호화 블록의 쿼드-트리 분할의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 크기의 양자화 계수 그룹을 분할함에 있어 입력 신호 특성에 따른 정방형 이외의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정방형 가변 크기의 양자화 계수 그룹을 나타내는 개념도를 도시한다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 복호화 장치의 블록도이다.

도 12는 움직임 도출을 수행하는 복호화 유닛에서의 움직임 도출 및 움직임 보상에 대한 순서도 이다.

도 13은 본 발명의 실시 예에서 복호화 유닛이 분할되는 경우 서브 블록의 분할의 예에 대한 것이다.

도 14는 복호화 유닛의 주변 픽셀 정보를 이용하여 움직임 도출을 하는 예에서 움직임 예측을 수행하는 주변 픽셀의 모양에 대한 것이다.

도 15는 도 14의 방법을 두 장의 참조 영상을 사용하는 실시예에 대한 것이다.

도 16은 움직임 도출을 두 장의 참조 영상을 사용하여 대응 블록의 움직임 예측을 통해 현재 복호화 유닛의 움직임을 도출하는 방법에 대한 것이다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행하는 복호화 장치를 도시한다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 글로벌 움직임 보상을 수행하는 방법을 도시한 도면이다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행하는 방법의 순서를 나타내는 블록도를 도시한다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 복호화기로 전달되는 정보 중, 글로벌 움직임 보상 영역이 결정된 영역의 내부 또는 외부인지를 나타내는 정보를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역을 최종적으로 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 다양한 형태의 글로벌 움직임 보상 영역을 도시한 도면이다.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 코딩 유닛 단위의 경계에 맞추어 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 글로벌 움직임 보상 영역의 위치를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 격자로 분리된 구역을 병합하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 영상을 수직 또는 수평방향으로 반복적으로 분할하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 복호화기로 전달되는 부가정보 중 와핑 파라미터 (Warping parameter)를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 글로벌 움직임 보상 영역을 회전(rotation) 또는 스케일링(scaling)하는 방법을 도시한 도면이다.

도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 프레임율 (Frame rate)을 증가시키기 위해 프레임율 변환(Frame Rate Up Conversion, FRUC) 방법을 사용하는 경우를 도시한 도면이다.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화된 비트스트림의 화면 내 예측 정보를 통하여 화면 내 예측 신호를 생성하고, 상기 생성된 화면 내 예측 신호를 이용하여 복원 영상을 출력할 수 있는 비디오 복호화 장치를 도시한다.

도 30은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 블록을 위한 참조 가능한 영역을 도시한다.

도 31은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법에 따라 참조 화소열의 길이에 따른 방향성 화면 내 예측을 수행하는 방법을 도시한다.

도 32는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법에 따라 좌측 화소열의 길이에 따른 방향성 화면 내 예측을 수행하는 방법을 도시한다.

도 33은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법 중 적용 가능한 방향성 예측의 범위를 도시한다.

도 34는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법 중 이웃한 복원화소 영역의 신호로부터 미복원 화소영역의 화소 좌표에 따라 복원화소 영역과 동일한 기울기로 화소의 밝기를 변화시킴으로써 화면 내 예측신호를 생성하는 방법을 도시한다.

도 35는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법 중 이웃한 복원화소 영역의 신호로부터 미복원 화소영역의 화소 좌표에 따라 복원화소 영역과 동일한 크기를 갖는 음의 기울기로 화소의 밝기를 변화시킴으로써 화면 내 예측신호를 생성하는 방법을 도시한다.

도 36은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법 중 이웃한 복원화소 영역의 신호로부터 미복원 화소영역의 화소 좌표에 따라 복원화소 영역과 동일한 기울기로 화소의 밝기를 변화시킴으로써 화면 내 예측신호를 생성하는 또 다른 방법을 도시한다.

도 37은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 위한 상위 수준 신택스 (High-level syntax) 중 시퀀스 파라미터 셋에 의하여 제안하는 화면 내 예측 수행 여부를 시그널링하는 방법을 도시한다.

도 38은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 위한 상위 수준 신택스 (High-level syntax) 중 픽쳐 파라미터 셋에 의하여 제안하는 화면 내 예측 수행 여부를 시그널링하는 방법을 도시한다.

도 39는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 위한 상위 수준 신택스 (High-level syntax) 중 슬라이스 세그먼트 헤더에 의하여 제안하는 화면 내 예측 수행 여부를 시그널링하는 방법을 도시한다.

도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측부를 포함하는 복호화장치를 도시한다.

도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 참조영역을 도시한다.

도 42는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록의 화소를 참조하는 방법을 도시한다.

도 43은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록의 화소를 여러 개 참조하는 방법을 도시한다.

도 44는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록의 존재하지 않는 참조 샘플을 생성하는 방법을 도시한다.

도 45는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 예측 블록의 각 영역에서 서로 다른 방향의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행하는 방법을 도시한다.

도 46은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 예측 블록의 각 영역에서 서로 다른 방향의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행하는 또 다른 방법을 도시한다.

도 47은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록과의 불연속성을 제거하기 위해 예측 블록의 가장 왼쪽 예측 샘플열에 대한 필터링을 하는 방법을 도시한다.

도 48은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록과의 불연속성을 제거하기 위해 예측 블록의 가장 위쪽 예측 샘플열에 대한 필터링을 하는 방법을 도시한다.

도 49는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행하는 순서를 나타낸 순서도이다.

하기는 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.

또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 ~(하는) 단계 또는 ~의 단계는 ~를 위한 단계를 의미하지 않는다.

또한, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

덧붙여, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.

발명에 사용되는 블록은 복호화의 기본 블록 단위, 예측 블록 단위, 변환 블록 단위가 될 수 있다. 또한, 블록 경계는 복호화 블록의 경계, 예측 블록의 경계, 변환 블록의 경계가 될 수 있다.

먼저, 본 출원에서 사용되는 용어를 간략히 설명하면 다음과 같다.

이하에서 후술할 복호화 장치(Video Decoding Apparatus)는 개인용 컴퓨터(PC, Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP, Portable Multimedia Player), 무선 통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 스마트 폰(Smart Phone), TV 응용 서버와 서비스 서버 등 서버 단말기에 포함된 장치일 수 있으며, 각종 기기 등과 같은 사용자 단말기, 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 복호화하거나 복호화를 위해 화면 간 또는 화면 내 예측하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미할 수 있다.

또한, 부호화기에 의해 비트스트림(bitstream)으로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나 케이블, 범용 직렬 버스(USB, Universal Serial Bus) 등과 같은 다양한 통신 인터페이스를 통해 영상 복호화 장치로 전송되어 복호화되어 영상으로 복원되고 재생될 수 있다.

통상적으로 동영상은 일련의 픽쳐(Picture)들로 구성될 수 있으며, 각 픽쳐들은 블록(Block)과 같은 코딩 유닛(coding unit)으로 분할될 수 있다. 또한, 이하에 기재된 픽쳐라는 용어는 영상(Image), 프레임(Frame) 등과 같은 동등한 의미를 갖는 다른 용어로 대치되어 사용될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.

글로벌 움직임 보상이란 광범위한 영역에 대한 움직임 보상을 한번에 수행하는 방법을 의미하며, 글로벌 움직임 보상을 수행하는 방법을 글로벌 움직임 보상 방법, 글로벌 움직임 보상이 수행되는 영역을 글로벌 움직임 보상 영역이라 일컫는다.

이하 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 실시예들에서, '양자화 계수 그룹'은 변환 및 양자화 과정을 거친 양자화 변환 계수의 처리 단위를 지칭하며, 변환만이 수행된 변환 신호의 그룹, 양자화 과정만이 수행된 양자화 신호의 그룹, 및 변환 및 양자화 모두 거치지 않은 신호의 그룹을 모두 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따라 제안하는 가변 크기의 양자화 계수 그룹을 포함하는 비디오 복호화 장치 및 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 엔트로피 복호화부(110), 역양자화부(120), 역변환부(130), 화면 내 예측부(140), 화면 간 예측부(150), 합산부(160), 인루프 필터부(170), 복원 픽쳐 버퍼(180) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

엔트로피 복호화부(110)는 입력된 비트스트림(100)을 복호화하여 신택스 요소(syntax elements) 및 양자화된 계수 등과 같은 복호화 정보를 출력한다.

역양자화부(120) 및 역변환부 (130)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 잔차 신호(residual signal)를 출력한다.

화면 내 예측부(140)는 복호화되는 현재 블록과 인접하는 기 복호화된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.

화면 간 예측부(150)는 비트스트림으로부터 추출된 움직임 벡터와 복원 픽쳐 버퍼(180)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행하여 예측 신호를 생성한다.

화면 내 예측부(140)와 화면 내 예측부(150)로부터 출력된 예측 신호는 합산부(160)를 통해 잔차 신호와 합해지고, 그에 따라 블록 단위로 생성된 복원 신호는 복원된 영상을 포함한다.

복원된 영상은 인루프 필터부(170)로 전달된다. 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 픽쳐 버퍼(180)에 저장되며, 화면 간 예측부(150)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 양자화 계수 그룹 정보 복호화부(210), 양자화 계수 엔트로피 복호화부(220), 역양자화부(230), 역변환부(250), 및 차분 신호 획득부(260) 중 적어도 하나를 포함한다.

양자화 계수 그룹 정보 복호화부(210)는 양자화 계수 그룹에 대한 정보를 비트스트림에서 추출하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹에 대한 정보는 가변 크기 양자화 그룹의사용 여부 및 양자화 계수 그룹의 크기,또는 가변 크기 양자화 그룹의 사용 여부, 양자화 계수 그룹의 크기 및 양자화 계수 그룹의 분할 형태를 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹 정보는 시퀀스 파라미터셋,혹은 픽쳐 파라미터셋,혹은 슬라이스 헤더, 혹은 복호화 단위에 포함될 수 있으며, 전술한 하나 이상의 단위를 통하여 전송되는 것을 포함한다. 이와 더불어, 일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹 정보는 플래그 형태, 양자화 계수 그룹의 최소 혹은 최대 크기와 그에 따른 사용 가능한 크기의 깊이 형태 등으로 표현되는 것을 포함한다. 이때, 최소 혹은 최대 크기는 로그 형태로 표현되는 것을 포함한다.양자화 계수 그룹 정보 복호화부(210)를 통해 비트스트림에서 추출된 양자화 계수 그룹 정보는 양자화 계수 엔트로피 복호화부(220)으로 전달된다.

양자화 계수 엔트로피 복호화부(220)은 복호화 단위로 수행되어지며, 비트스트림으로부터 부호화된 양자화 계수를 복호화하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따른 양자화 계수의 엔트로피 복호화는 양자화 계수 그룹 정보 복호화부(210)에서 추출된 양자화 계수 그룹 정보를 이용하여, 현재 복호화하는 양자화 계수 그룹에 해당하는 양자화 계수를 비트스트림으로부터 추출하는 역할을 의미한다. 또한, 일 실시예에 따라 비트스트림으로부터 양자화 계수가 추출될 때 엔트로피 복호화 스캔 오더는 현재 양자화 계수 그룹 정보에따라 미리 정의된 스캔 오더를 사용할 수 있으며, 혹은 양자화 계수 그룹에 대한 엔트로피 복호화 스캔 오더가 부가 정보로 전송되는 것을 포함한다.

역양자화부(230)는 양자화 계수 엔트로피 복호화부(220)에서 추출된 양자화 계수에 대한 역양자화하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따른 역양자화부는 양자화 계수 엔트로피 복호화부(220)에서 추출된 양자화 계수에 대한 역양자화를 수행하지만, 추출된 양자화 계수가 없는 경우 및 양자화 수행 여부가 거짓인 경우에는 역양자화를 수행하지 않는 것을 포함한다.

일 실시예에 따라, 역양자화부(230)에서 추출된 신호는 변환 수행 여부(240)를 판별하여 변환 수행 여부가 참인 경우, 역변환부(250)을 통해 차분 신호를 획득하게 된다. 반면, 변환 수행 여부(240)를 판별하여 변환 수행 여부가 거짓인 경우, 역변환부(250)을 거치지 않고 역양자화(230)에서 추출된 신호를 차분 신호로 바로 사용한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부 추출부(310), 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 판단부(320), 양자화 계수 그룹 분할 정보 복호화부(330), 및 양자화 계수 엔트로피 복호화부(340) 중 적어도 하나를 포함한다.

가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부 추출부(310)는 가변 크기 양자화 계수 그룹의 사용 여부를 추출하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따른 가변 크기 양자화 계수 그룹의 사용 여부는 양자화 계수 그룹을 복호화함에 있어, 본 발명에서 제안하는 가변 크기 양자화 계수 그룹의 사용 여부를 판단하는 정보로써 플래그 형태, 혹은 사용되는 가변 크기 양자화 계수 그룹의 분할 형태를 특정한 값 형태로 나타내는 것을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 가변 크기 양자화 계수 그룹의 사용 여부는 시퀀스 파라미터셋, 혹은 픽쳐 파라미터셋, 혹은 슬라이스 헤더, 복호화 단위,혹은 양자화 계수 그룹에 포함될 수 있으며, 전술한 하나 이상의 단위를 통하여 전송되는 것을 포함한다.

가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 판단부(320)에서는 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부 추출부(310)을 통해 추출된 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부를 판단하는 역할을 수행한다.

양자화 계수 그룹 분할 정보 복호화부(330)에서는 양자화 계수 그룹 분할 정보를 획득하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따라, 가변 크기 양자화 계수 그룹 사용 여부가 참인 경우, 양자화 계수 그룹 분할 정보 복호화부(330)를 통해 가변 크기 양자화 계수 그룹에 대한 정보를 비트스트림으로부터 추출한다.

일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹에 대한 정보는 양자화 계수 그룹의 크기, 또는 양자화 계수 그룹의 크기 및 양자화 계수 그룹의 분할 형태를 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹 정보는 시퀀스 파라미터셋, 혹은 픽쳐 파라미터셋, 혹은 슬라이스 헤더, 복호화 단위, 혹은 양자화 계수 그룹에 포함될 수 있으며, 전술한 하나 이상의 단위를 통하여 전송되는 것을 포함한다. 이와 더불어, 일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹 정보는 플래그 형태, 양자화 계수 그룹의 최소 혹은 최대 크기와 그에 따른 사용 가능한 크기의 깊이 형태 등으로 표현되는 것을 포함한다. 이때, 최소 혹은 최대 크기는 로그 형태로 표현되는 것을 포함한다. 양자화 계수 그룹 분할 정보 복호화부(330)를 통해 비트스트림에서 추출된 양자화 계수 그룹 정보는 양자화 계수 엔트로피 복호화부(340)으로 전달된다.

양자화 계수 엔트로피 복호화부(340)은 복호화 단위로 수행되어지며, 비트스트림으로부터 부호화된 양자화 계수를 복호화하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따른 양자화 계수의 엔트로피 복호화는 양자화 계수 그룹 분할 정보 복호화부(330)에서 추출된 양자화 계수 그룹 정보를 이용하여, 현재 복호화하는 양자화 계수 그룹에 해당하는 양자화 계수를 비트스트림으로부터 추출하는 역할을 의미한다. 또한, 일 실시예에 따라 비트스트림으로부터 양자화 계수가 추출될 때 엔트로피 복호화 스캔 오더는 현재 양자화 계수 그룹 정보에 따라 미리 정의된 스캔 오더를 사용할 수 있으며, 혹은 양자화 계수 그룹에 대한 엔트로피 복호화 스캔 오더가 부가 정보로 전송되는 것을 포함한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 양자화 계수 그룹 분할 플래그 추출부(410), 분할 여부 판단부(420), 하위 양자화 계수 그룹 분할부(430), 양자화 계수 그룹 크기 결정부(440), 및 양자화 계수 그룹 엔트로피 복호화부(450)중 적어도 하나를 포함한다.

양자화 계수 그룹 분할 플래그 추출부(410)는 쿼드-트리 형태의 가변 크기 양자화 계수를 사용함에 있어, 현재 양자화 계수 그룹의 분할 여부에 대한 플래그를 비트스트림으로부터 추출하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹은 쿼드-트리 형태로 분할될 수 있으며, 쿼드-트리 분할 구조의 양자화 계수 그룹은 양자화 계수 그룹이 분할되지 않거나, 하나 이상의 깊이로 재귀적 분할 구조로 분할되는 것을 포함한다.

분할 여부 판단부(420)는 양자화 계수 그룹 분할 플래그 추출부(410)에서 추출된 양자화 계수 그룹의 분할 여부에 대한 플래그를 바탕으로 현재 양자화 계수 그룹의 분할 여부에 대한 판단하는 역할을 수행한다.

일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹이 분할되는 경우는 하위 양자화 계수 그룹 분할부(430)을 수행하며, 이때, 전술한 양자화 계수 그룹 분할 플래그 추출부(410) 및 분할 여부 판단부(420)가 재귀적으로 수행한다.

일 실시예에 따른 양자화 계수 그룹이 분할되지 않는 경우는 양자화 계수 그룹 크기 결정부(440)에서 현재 블록 크기를 양자화 계수 그룹의 크기로 결정하고, 양자화 계수 그룹 엔트로피 복호화부(450)를 수행하여 양자화 계수 그룹에 대한 엔트로피 복호화를 수행한다.

도 5 및 도 6은 기존의 비디오 복호화 장치 및 방법에서 사용되는 4x4 고정 크기의 양자화 계수 그룹 및 이를 이용한 8x8 복호화 블록 및 16x16 복호화 블록의 스캔 순서의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.

기존의 비디오 복호화 장치 및 방법에서 사용되는 4x4 고정 크기의 양자화 계수 그룹은 이용한 스캔 순서는 지그재그 스캔 순서(500,600), 수평 스캔 순서(510), 및 수직 스캔 순서(520) 중 적어도 하나를 포함한다.

일 실시예에 따른 가변 크기의 양자화 계수 그룹의 엔트로피 복호화과정에서는 도 5 및 도 6에서 전술한 기존의 비디오 복호화 장치 및 방법에서 사용되는 스캔 순서를 포함하며 동일한 복호화 블록 내의 서로 다른 양자화 계수 그룹에서 같은 스캔 순서를 이용하거나(710), 혹은 서로 다른 스캔 순서를 이용하는 것(720)을 포함한다.

일 실시예에 따라 비트스트림으로부터 양자화 계수가 추출될 때 엔트로피 복호화 스캔 오더는 현재 양자화 계수 그룹 정보에 따라 미리 정의된 스캔 오더를 사용할 수 있으며, 혹은 양자화 계수 그룹에 대한 엔트로피 복호화 스캔 오더가 부가 정보로 전송되는 것을 포함한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 쿼드-트리로 분할된 양자화 계수 그룹을 갖는 복호화 블록(810, 820)을 이용한 양자화 계수 엔트로피 복호화를 포함한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 쿼드-트리로 분할된 양자화 계수 그룹을 갖는 복호화 블록(810,820)을 이용하는 장치 및 방법과 쿼드-트리 분할 깊이 정보에 따라 양자화 계수 그룹을 재귀적으로 분할하는 장치 및 방법을 포함한다. 16x16 복호화 블록(810)은 쿼드-트리 분할에 따라 4x4 양자화 계수 그룹(811)과 8x8 양자화 계수 그룹(812)을 사용하는 일 실시예이며, 32x32 복호화 블록(820)은 쿼드-트리 분할에 따라 4x4양자화 계수 그룹(821), 8x8 양자화 계수 그룹(822), 그리고 16x16 양자화 계수 그룹(823)을 사용하는 일 실시예이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 크기의 양자화 계수 그룹을 분할함에 있어 입력 신호 특성에 따른 정방형 이외의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.

일 실시예 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 대각선을 이용한 양자화 계수 그룹 분할(910) 및 L자형 양자화 계수 그룹 분할(920)을 포함한다.

도 9의 대각선을 이용한 양자화 계수 그룹 분할(910)은 저주파 양자화 계수 그룹 1(911),저주파 양자화 계수 그룹 2(912),고주파 양자화 계수 그룹 1(913),고주파 양자화 계수 그룹 2(914)로 분할되는 일 실시예이다.

일 실시예에 따른 대각선을 이용한 양자화 계수 그룹 분할(910)은 입력 신호의 특성에 따라 저주파 영역부터 고주파 영역에 대하여 대각선(916)을 이용한 양자화 계수 그룹 분할이 가능하다. 일 실시예에 따른 대각선을 이용한 양자화 계수 그룹 분할(910)의 분할 갯수는 고정된 갯수를 사용하거나, 분할 갯수를 비트스트림으로부터 추출하여 가변적으로 사용하는 것을 포함한다.

도 9의 L자형 양자화 계수 그룹 분할(920)은 저주파 양자화 계수 그룹 1(921), 저주파 양자화 계수 그룹 2(922), 고주파 양자화 계수 그룹 1(923), 고주파 양자화 계수 그룹 2(924)로 분할되는 일 실시예이다.

일 실시예에 따른 L자형 양자화 계수 그룹 분할(920)은 입력 신호의 특성에 따라 저주파 영역부터 고주파 영역에 대하여 L자선(925)을 이용한 양자화 계수 그룹 분할이 가능하다. 일 실시예에 따른 L자형 양자화 계수 그룹 분할(920)의 분할 갯수는 고정된 갯수를 사용하거나, 분할 갯수를 비트스트림으로부터 추출하여 가변적으로 사용하는 것을 포함한다.

일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 비정방형 가변 크기의 양자화 계수 그룹(1010)은 비정방형의 가로 길이 정보(1010)과 세로 길이 정보(1020) 중 적어도 하나를 포함한다. 비정방형의 가로 길이 정보와 세로 길이 정보는 상위 정방형 양자화 계수 그룹에서 분할 정보를 이용하여 유도하는 것과 비정방형의 가로 길이 정보와 세로 길이 정보를 비트스트림으로부터 추출하여 사용하는 것을 포함한다. 일 실시예에 따라 비정방형의 가로 길이 정보와 세로 길이 정보를 비트스트림으로부터 추출하여 사용하는 경우, 비정방형의 가로 길이 정보와 세로 길이 정보에 해당하는 값 혹은 그에 대응되는 인덱스 정보, 주변 양자화 계수와의 관계를 통한 유도를 포함한다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 복호화기의 블록도 이다.

부호화기로부터 비트스트림을 전송받은 복호화기는 크게 화면간 예측(136-2) 및 화면내 예측(137-2)을 통해 복호화를 수행하게 된다. 복호화 시 화면 간 예측을 수행할 때 본 발명의 실시 예에 따라 부호화기로부터 전송 받은 움직임 정보를 통해 화면 간 예측을 수행할 수도 있고, 복호화기에서 도출한 움직임 정보를 통해 화면 간 예측을 수행할 수도 있다. 부호화기로부터 전송받은 움직임 정보를 이용하여 화면간 예측 복호화를 하는 경우 움직임 예측부(131)에서 예측움직임벡터(PMV)와 전송 받은 움직임 벡터 차분값을 이용하여 실제 해당 블록의 움직임 벡터를 계산하고 이를 이용하여 움직임 보상을 수행한다. 복호화기에서 움직임 벡터를 도출하여 도출된 움직임 정보를 이용하여 화면간 예측 복호화를 수행하는 경우, 움직임 벡터는 움직임 도출부에서 구해지고 이를 이용하여 움직임 보상을 수행한다. 움직임 벡터를 부호화기로부터 전송받거나 혹은 복호화기에서 도출하는 방법은 화면간 예측 복호화에서 선택적으로 적용할 수 있으며, 선택 정보 및 관련 정보는 부호화기에서 구문 정보(syntax)를 통해 전송받을 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예의 복호화기가 움직임 정보를 도출하는 방법 혹은부호화기로부터 전송받는 방법을 선택적으로 적용할 경우 복호화 순서도이다.

본 순서도에서 움직임 보상 이후의 단계는 생략하였다. 복호화기는 입력받은 비트스트림(201-2)으로부터 움직임 도출 플래그(MV_deriv_Flag_i,j) 정보를 도출한다. 움직임 도출 플래그(202-2)는 움직임 도출 방법에 대한 선택 정보이고, 복호화기는 이를 통해 움직임 도출 방법을 사용하여 복호화할 것인지에 대해서 확인할 수 있다. 움직임 정보 도출 플래그는 기본적으로 현재 복호화 유닛에 대한 선택 정보를 의미하지만, 실시 예에 따라 시퀀스, 프레임, 프레임 그룹, 슬라이스,슬라이스 그룹, 복호화 유닛, 복호화 유닛 그룹, 서브 복호화 유닛 등 다양한 레벨에서 움직임 도출 방법의 선택을 표시할 수 있다. 움직임 도출 플래그가 1인 경우, 즉 움직임 도출 방법을 사용하여 부호화가 진행된 복호화 유닛은 움직임 도출 방법을 통해 복호화를 수행하게 되는데, 이때 복호화기는 추가적으로 현재 복호화 유닛에 대한 움직임 도출 정보를 복호화(203-2)하게 된다. 현재 복호화 유닛에 대한 움직임 도출 정보는 움직임 도출 방법을 사용할 복호화 유닛의 깊이정보, 움직임 도출 방법에서 움직임 정보를 도출하는 방법에 대한 정보, 움직임 도출을 사용하게 될 유닛 혹은 서브유닛의 모양/크기/개수에 관한 정보, 반복 수행 횟수에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 정보의 하나 또는 그 이상의 조합을 통해 현재 복호화 할 유닛의 크기, 모양 등을 정의하고 움직임 도출(204-2)을 수행한다. 복호화 유닛의 깊이 정보는 실제 움직임 도출 방법을 통해 움직임 도출(204-2)을 수행할 블록의 크기 정보를 알아낼 수 있는 정보로 움직임 도출 방법이 적용된 블록의 크기가 128×128이고, 깊이 정보가 2라고 하고 유닛의 모양이 정사각형이라고 하면 도 13의 (a)와 같은 형태로 서브 유닛 블록으로 분할될 수 있다. 이 방법은 부호화기와 복호화기의 약속에 의해 정해질 수 있고, 부호화기로부터 전송받은 정보를 통해 복호화기에서 도 13의 (b)와 같이 소정의 크기를 가진 블록으로 분할될 수도 있다. 움직임 도출(204-2)을 통해 현재 복호화 유닛의 움직임 정보를 도출하게 되면 이 정보를 이용하여 움직임 보상(205-2)을 수행한다.

도 14는 본 발명의 실시 예로 현재 복호화하는 유닛 혹은 서브 유닛의 주변 픽셀 정보를 이용하여 현재 유닛에 대한 움직임 정보를 예측하는 방법이다.

이 방법은 유닛 혹은 서브 유닛의 주변 픽셀 정보를 이용하여 움직임 예측을 수행하고 그 결과를 현재 유닛 혹은 서브 유닛의 움직임 벡터 값으로 사용하는 방법이다. 이때, 현재 복호화 유닛은 도 14(b)와 같이 이전에 복호화가 된 영역들을 현재 복호화 유닛을 위해 움직임 예측을 수행할 수 있는 영역으로 활용할 수 있다. 이때, 현재 복호화 유닛이 (c-1)의 영역을 이용하여 움직임 예측을 수행하면 그 움직임 예측을 이용하여 현재 복호화 유닛에 대한 움직임 정보를 도출할 수 있고 이를 이용한 복호화가 가능하다. 이렇게 복호화 단계가 완료될 수 있지만 좀 더 정밀한 움직임 예측을 위해 복호화된 영역(402-2)과 기존에 움직임 예측을 위해 이용한 영역(401-2)을 모두 이용하여 움직임 예측을 수행할 수 있다. 이때 이렇게 반복적으로 수행하는 움직임 도출 단계는 부/복호화기 사이에 약속된 반복 수행 횟수 혹은 부호화기로부터 복호화기로 전송된 반복수행 횟수 정보를 통해 결정될 수 있다. 그리고 복호화 유닛의 깊이 정보를 통해 현재 복호화 유닛이 서브 유닛으로 분할된다면 도 14(d)의 회색음영 정보들을 이용하여 각 서브 유닛의 움직임 도출을 할 수 있다. 이는 하나의 실시 예로서 복호화기는 부호화기와의 약속을 통해 움직임 예측을 수행하는 회색 음영의 크기, 모양은 다양해 질 수 있다. 이에 대한 정보는 부/복호화기의 약속에 의해 고정된 값과 모양을 사용할 수도 있고, 부호화기에서 복호화기에서 그 정보를 전송하는 방법이 있을 수 있겠다. 그리고 주변의 픽셀 정보를 이용하여 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 방법은 도 15와 같이 한 장 이상의 참조 영상에 대해서도 적용 가능하며 여러 장의 참조 영상을 사용할 경우 움직임 벡터 값은 비디오 복호화에서 사용하는 통상적인 방법에 의해 계산될 수 있다. 여기서 통상적인 방법이란 참조 영상들과 현재 복호화하는 영상의 시간 순서에 따른 시간 차이 값에 비례하여 움직임 값을 계산하는 방법이 있을 수 있을 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시 예로 현재 복호화하는 유닛 혹은 서브 유닛의 대응 블록(co-located block)의 값을 이용하여 현재 복호화하는 유닛의 움직임 정보를 도출하는 방법이다. 통상적으로 현재 복호화하는 유닛을 기준으로 두 장 이상의 참조 영상들에서 대응 블록들 사이의 에러를 최소화하는 방법을 통해 움직임 벡터를 계산할 수 있다. 이 방법 역시 주변 픽셀 정보를 이용하여 현재 유닛에 대한 움직임 정보를 예측하는 방법이다. 움직임 정보를 도출하는 방법에 대한 정보, 움직임 도출을 사용하게 될 유닛 혹은 서브 유닛의 모양, 반복 수행 횟수 등의 조합을 통해 다양한 방법으로 실시 가능하다.

글로벌 움직임 보상을 수행하는 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(110-3), 역양자화부(120-3), 역변환부(130-3), 화면 간 예측부(140-3), 화면 내 예측부(150-3), 인루프 필터부(160-3), 복원 영상 저장부(170-3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

엔트로피 복호화부(110-3)는 입력된 비트스트림(100-3)을 복호화하여 신택스 요소(syntax elements) 및 양자화된 계수 등과 같은 복호화 정보를 출력한다. 출력되는 정보에는 글로벌 움직임 보상을 위한 정보가 포함될 수 있다.

역양자화부(120-3) 및 역변환부(130-3)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 잔차 신호(residual signal)를 출력한다.

화면 간 예측부(140-3)는 비트스트림으로부터 추출된 움직임 벡터와 복원 영상 저장부(170-3)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행하여 예측 신호를 생성한다. 화면 간 예측부(140-3)는 글로벌 움직임 보상을 위한 정보(190)를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역에 대하여 글로벌 움직임 보상을 수행하는 단계를 포함한다.

화면 내 예측부(150-3)는 복호화되는 현재 블록과 인접하는 기 복호화된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.

화면 간 예측부(140-3)와 화면 내 예측부(150-3)로부터 출력된 예측 신호는 잔차 신호와 합산되며, 합산을 통해 생성된 복원된 영상은 인루프 필터부(160-3)로 전달된다.

인루프 필터부(160-3)에서 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 영상 저장부(170-3)에 저장되며, 화면 간 예측부(140-3)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 복원 영상 저장부(170-3)으로부터 복원 영상(180-3)이 출력될 수 있다.

영상(200-3)에서 광범위한 영역(210-3)에 대한 글로벌 움직임 보상을 한번에 수행할 수 있다. 영상을 복원하는 과정에서 글로벌 움직임 보상 영역(210-3)을 결정하고, 결정된 글로벌 움직임 보상 영역(210-3)에 대한 움직임 보상을 한 번에 수행한다. 글로벌 움직임 보상 영역(210-3)은 복호화기로 전달되는 부가 정보에 의해 결정될 수 있다.

먼저, 비트스트림으로부터 글로벌 움직임 보상 정보를 추출(310-3)한다. 그리고 추출된 정보를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정(320-3)한다. 결정된 움직임 보상 영역 정보를 이용하여, 영상에서 글로벌 움직임 보상을 수행하는 영역이면 글로벌 움직임 보상을 수행(330-3)하여 복원 영상을 생성(350-3)한다. 글로벌 움직임 보상을 수행하는 영역이 아니면 블록단위 복호화를 수행(340-3)하여 복원 영상을 생성(350-3)한다.

복호화기로 전달되는 정보에 포함된 글로벌 움직임 보상 영역 결정 정보를 이용하여 영상에서 글로벌 움직임 보상 영역을 결정할 수 있으며, 결정된 글로벌 움직임 보상 영역의 내부 또는 외부를 나타내는 정보에 의해 글로벌 움직임 보상 영역이 최종적으로 결정될 수 있다. 글로벌 움직임 보상 영역의 내부 또는 외부를 나타내는 정보는 플래그 형태로 전송될 수 있다.

도 20에서 최종 글로벌 움직임 보상 영역 결정 플래그가 0인 경우, 영상에서 최종 글로벌 움직임 보상 영역은 410-3과 같이 결정된 움직임 보상 영역의 내부(420-3)가 되며, 최종 글로벌 움직임 보상 영역 결정 플래그가 1인 경우, 영상의 최종 글로벌 움직임 보상 영역은 430-3과 같이 결정된 움직임 보상 영역의 외부(440-3)가 될 수 있다.

글로벌 움직임 보상 영역은 510-3, 520-3, 530-3 등과 같이 임의의 모양으로 사용할 수 있으며, 한 영상 내에서 다수의 글로벌 움직임 보상 영역(510-3, 520-3, 530-3)을 사용할 수 있다.

한 영상 내에서 다수의 글로벌 움직임 보상 영역을 사용하는 경우, 움직임 보상 영역은 움직임 보상 영역별로 전송된 독립적인 정보를 이용하여 결정되거나, 다른 움직임 보상 영역의 정보를 참조하여 결정될 수 있다.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 코딩 유닛단위의 경계에 맞추어 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

글로벌 움직임 보상 영역은 복호화 블록 단위의 경계에 맞추어 610-3, 620-3의 표시된 영역과 같이 결정될 수 있다.

또한,글로벌 움직임 보상 영역은 610-3, 620-3의 분할된 블록과 같이 계층적으로 분할된 복호화 블록 단위로 이루어질 수 있다.

각 복호화 블록 단위마다 글로벌 움직임 보상 영역의 정보를 포함하거나, 글로벌 움직임 보상 영역 단위로 각 복호화 블록의 정보를 포함할 수 있다.

글로벌 움직임 보상 영역의 위치를 결정하는 방법으로는 영역의 시작점(x, y)과 끝점(x`, y`)의 좌표를 이용하여 결정하는 방법(710-3)과 영역의 시작점(x, y)의 좌표와 가로(Width)와 세로(Height) 길이를 이용하여 결정하는 방법(720-3)이 있을 수 있다.

글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법으로는 영상을 여러 개의 구역의 격자로 분리한 후, 분리된 각 영역을 다른 영역과 병합하여 글로벌 움직임 보상 영역으로 결정하는 방법이 있을 수 있다. 블록 810-3, 블록 820-3, 블록 830-3, 블록 840-3, 블록 850-3들은 화살표가 가리키는 방향의 블록과 병합되어 글로벌 움직임 보상 영역이 된다. 블록 850-3은 블록 840-3을 참조하여 병합되고, 블록 840-3은 블록 830-3을 참조하여 병합, 블록 830-3은 블록 820-3을 참조하여 병합, 블록 820-3은 블록 810-3을 참조하여 병합되어 글로벌 움직임 보상 영역을 구성한다.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 영상을 수직 또는 수평 방향으로 반복적으로 분할하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

글로벌 움직임 보상 영역은 영상을 수직 또는 수평 방향으로 반복적으로 분할하여 결정할 수 있다.

도 25와 같이 영상은 수평경계 910-3으로 먼저 분할된 후, 수직경계 920-3으로 분할될 수 있다. 수평경계 910-3으로 분할된 영역 910-2-3는 더 이상 분할되지 않는 영역이며, 수직경계 920-3으로 분할된 영역 920-1-3도 더 이상 분할되지 않는 영역이다. 반복하여 수평경계 950-3, 수직경계 970-3, 수직경계 990-3으로 분할될 수 있으며, 수평경계 950-3으로 분할된 영역 950-1-3과 수직경계 970-3으로 분할된 영역 970-1-3은 더 이상 분할되지 않는 영역이다.

부호화기에서는 분할되는 경계의 정보를 전송할 수 있으며, 복호화기는 전송받은 경계들의 정보를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정할 수 있다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때, 복호화기로 전달되는 부가 정보 중 와핑 파라미터 (Warping parameter)를 이용하여 글로벌 움직임 보상 영역을 결정하는 방법을 도시한 도면이다.

시간적으로 다른 시점의 두 영상에서 물체(1010-3)가 와핑(Warping)된 경우(1020-3), 부호화기는 복호화기로 와핑 파라미터(Warping parameter)를 전송할 수 있으며, 복호화기에서는 전송된 와핑 파라미터를 이용하여 움직임 보상 영역을 결정할 수 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 움직임 보상을 수행할 때,글로벌 움직임 보상 영역을 회전(rotation) 또는 스케일링(scaling)하는 방법을 도시한 도면이다.

시간적으로 다른 시점의 두 영상에서 물체(1110-3)가 스케일링되거나(1120-3) 회전된 경우(1130-3), 부호화기는 복호화기로 스케일링 정보 또는 회전된 영역에 대한 정보를 전달할 수 있으며, 복호화기는 전송된 정보를 이용하여 움직임 보상 영역을 결정할 수 있다.

글로벌 움직임 보상을 수행하는 영상에서 프레임율 변환(FRUC)방법을 수행할 때, 블록 단위의 움직임 추정을 통해 두 프레임 사이의 새로운 프레임을 합성할 뿐만 아니라, 글로벌 움직임 보상 영역 단위의 움직임 추정을 통해 새로운 프레임을 합성할 수 있다.

도 28에서 이전 영상(T-1)과 이후 영상(T) 사이의 영상(T - 1/2)을 생성할 때, 이전 영상의 블록(1210-3)과 이후 영상의 블록(1230-3)을 이용하여 합성된 블록(1220-3)을 생성하거나, 이전 영상의 글로벌 움직임 영역(1240-3)과 이후 영상의 글로벌 움직임 영역(1260-3)을 이용하여 합성된 글로벌 움직임 영역(1250-3)을 생성할 수 있다.

입력되는 부호화 비트스트림 (101-4)은 엔트로피 복호화부 (102-4)에서 복호화 되며, 역양자화부 (103-4), 역변환부 (104-4)를 통하여 잔차신호가 복원된다. 화면 내 예측부 (106-4)는 예측신호 생성부 (105-4)에서 생성된 화면 내 예측을 위한 복원 신호를 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 예측신호 생성부 (105-4)는 화면 내 예측을 위한 복원 신호에 저역통과 필터 (Low-pass filter)가 적용되어 고주파 성분의 일부를 제거하는 절차를 수행할 수 있다. 움직임 보상부 (107-4)는 복원 영상 저장부 (109-4)에 저장된 이전 시간의 복원 신호를 이용하여 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 이러한 화면 내 예측 또는 화면 간 예측을 통하여 생성된 예측신호와 상기 잔차신호를 이용하여 복원신호를 생성하고, 생성된 복원신호는 인루프 필터부 (108-4)를 통하여 필터가 적용되며, 이후의 픽쳐에서 참조되기 위해 복원 영상 저장부 (109-4)에 저장될 수 있고, 각 영상들의 출력 순서에 따라 복원 영상 (110-4)으로 출력될 수 있다.

M×N 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록 (201-4)의 화면 내 예측을 위하여, 좌상단 참조화소 (202-4), 상단 참조화소열 (203-4) 및 좌측 참조화소열 (204-4)이 사용될 수 있다. 상기 상단 참조화소열 (203-4)은 화면 내 예측 블록의 가로길이 N보다 클 수 있으며, 1보다 큰 n에 대하여 (n*N)의 길이를 가질 수 있다. 상기 좌측 참조화소열 (204-4)은 화면 내 예측 블록의 세로길이 M보다 클 수 있으며, 1보다 큰 m에 대하여 (m*M)의 길이를 가질 수 있다.

도 31은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법에 따라 상단 참조 화소열의 길이에 따른 방향성 화면 내 예측을 수행하는 방법을 도시한다.

M×N 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록 (301-4)의 화면 내 예측을 위하여, 참조 가능한 상단 참조화소열 (302-4)의 길이가 2N보다 클 경우, 상기 화면 내 예측 블록 (301-4)에 대한 방향성 화면 내 예측은 상기 방향성 화면 내 예측 각도의 크기가 45도 보다 작은 각도 (303-4)인 방향성 화면 내 예측 (304-4)을 사용하여 화면 내 예측이 수행될 수 있다.

도 32는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법에 따라 좌측 참조 화소열의 길이에 따른 방향성 화면 내 예측을 수행하는 방법을 도시한다.

M×N 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록 (401-4)의 화면 내 예측을 위하여, 참조 가능한 좌측 참조화소열 (402-4)의 길이가 2M보다 클 경우, 상기 화면 내 예측 블록 (401-4)에 대한 방향성 화면 내 예측은 상기 방향성 화면 내 예측 각도의 크기가 315도 보다 큰 각도 (403-4)인 방향성 화면 내 예측 (404-4)을 사용하여 화면 내 예측이 수행될 수 있다.

제안하는 화면 내 예측 방법에서 적용 가능한 방향성 예측은 예측 범위 1 (501-4), 예측 범위2 (502-4), 예측 범위 3 (503-4)을 포함하는 45도로부터 315도 범위의 방향성 예측 방향의 범위를 기준으로 하여, 만일, 현재 화면 내 예측 블록의 가로 길이 N에 대하여 상단 참조화소열의 길이가 2N 보다 클 경우, 예측 범위 1 (501-4), 예측 범위 3 (503-4), 예측 범위 5(505-4)에 해당하는 범위 내 하나의 방향성 예측 모드를 통하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 만일, 현재 화면 내 예측 블록의 세로 길이 M에 대하여 좌측 참조화소열의 길이가 2M보다 클 경우, 예측 범위 1 (501-4), 예측 범위 2 (502-4), 예측 범위 4 (504-4)에 해당하는 범위 내 하나의 방향성 예측 모드를 통하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 참조화소열의 길이에 따른 예측 범위는 참조화소열의 복호화 여부에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 또는, 신택스 요소를 통하여 현재 화면 내 예측 블록의 화면 내 예측을 위하여 사용될 예측 범위를 시그널링할 수 있다.

현재 화면 내 예측 블록과 인접한 복원된 주변 블록에 포함되는 복원화소 영역 (601-4)에 대하여 상기 복원화소 영역과 인접하여 연속되는 미복원화소 영역 (602-4)이 존재한다면, 상기 복원화소 영역의 시작위치로부터 일정 오프셋 (603-4)만큼 떨어진 위치의 화소값의 변화량과 상기 미복원화소 영역의 시작 위치로부터 상기 오프셋과 동일한 오프셋 (604-4)만큼 떨어진 위치의 화소값의 변화량이 동일하도록 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 상기 복원화소 영역 (601-4)과 새롭게 생성된 상기 미복원화소 영역 (602-4)의 신호가 화면 내 예측을 위해 참조될 수 있다.

현재 화면 내 예측 블록과 인접한 복원된 주변 블록에 포함되는 복원화소 영역 (701-4)에 대하여 상기 복원화소 영역과 인접하여 연속되는 미복원화소 영역 (702-4)이 존재한다면, 상기 복원화소 영역의 끝 위치로부터 일정 오프셋 (703-4)만큼 떨어진 위치의 화소값의 변화량과 상기 미복원화소 영역의 시작 위치로부터 상기 오프셋과 동일한 오프셋 (704-4)만큼 떨어진 위치의 화소값의 변화량 크기가 동일하며 기울기의 부호가 반대인 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 상기 복원화소 영역 (701-4)과 새롭게 생성된 상기 미복원화소 영역 (702-4)의 신호가 화면 내 예측을 위해 참조될 수 있다.

도 36은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법 중 이웃한 복원화소 영역의 신호로부터 미복원 화소영역의 화소 좌표에 따라 복원화소 영역과 동일한 기울기로 화소의 밝기를 변화시킴으로써 화면 내 예측신호를 생성하는 또다른 방법을 도시한다.

현재 화면 내 예측 블록과 인접한 복원된 주변 블록에 포함되는 복원화소 영역 (801-4)에 대하여 상기 복원화소 영역과 인접하여 연속되는 미복원화소 영역 (802-4)이 존재한다면, 상기 복원화소 영역의 끝 위치로부터 일정 오프셋 (803-4)만큼 떨어진 위치의 화소값의 변화량과 상기 미복원화소 영역의 시작 위치로부터 상기 오프셋과 동일한 오프셋 (804-4)만큼 떨어진 위치의 화소값의 변화량이 동일한 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 상기 복원화소 영역 (801-4)과 새롭게 생성된 상기 미복원화소 영역 (802-4)의 신호가 화면 내 예측을 위해 참조될 수 있다.

제안하는 화면 내 예측 방법은 압축 비트스트림 내에 존재하는 NAL (Network Abstract Layer) 유닛 중 시퀀스 파라미터 셋 (901) 내에서 상기 제안하는 화면 내 예측 방법의 적용 가능 여부를 'seq_model_intra_enabled_flag"의 1 비트 플래그 (902-4)의 형태로 포함할 수 있으며, 만일, 해당 플래그의 값이 참일 경우, 상기 시퀀스 파라미터 셋을 참조하는 픽쳐들은 상기 제안하는 화면 내 예측 방법을 사용하여 복호화될 수 있다.

제안하는 화면 내 예측 방법은 압축 비트스트림 내에 존재하는 NAL (Network Abstract Layer) 유닛 중 픽쳐 파라미터 셋 (1001-4) 내에서 상기 제안하는 화면 내 예측 방법의 적용 가능 여부를 'pic_model_intra_enabled_flag'의 1 비트 플래그 (1002-4)의 형태로 포함할 수 있으며, 만일, 해당 플래그의 값이 참일 경우, 상기 픽쳐 파라미터 셋을 참조하는 슬라이스들은 상기 제안하는 화면 내 예측 방법을 사용하여 복호화될 수 있다. 또한, 상기 픽쳐 파라미터 셋 내에서 전송되는 'pic_model_intra_enabled_flag' 값이 참일 경우, 상기 제안하는 화면 내 예측 방법이 픽쳐 내에서 허용되는 모든 크기의 화면 내 예측 블록에 적용될 수 있는지 여부를 'pic_model_intra_all_blk_sizes_flag'의 1비트 플래그 (1003-4)의 형태로 포함될 수 있다. 만일, 상기 pic_model_intra_enabled_flag가 참이고, 상기 pic_model_intra_all_blk_sizes_flag가 거짓일 경우, 현재 픽쳐 내에 포함된 화면 내 예측 블록들 중, 상기 제안하는 화면 내 예측 방법이 적용될 수 있는 블록의 최소 크기와 최대 크기를 밑이 2인 log 값인 min_log2_model_intra_blk_size (1004-4)와 max_log2_model_intra_blk_size (1005-4)를 지수골롬 코드의 형태로 전송할 수 있다.

제안하는 화면 내 예측 방법은 압축 비트스트림 내에 존재하는 NAL (Network Abstract Layer) 유닛 중 슬라이스 세그먼트 헤더 (1101-4) 내에서 상기 제안하는 화면 내 예측 방법의 적용 가능 여부를 slice_model_intra_enabled_flag의 1 비트 플래그 (1102-4)의 형태로 포함할 수 있으며, 만일, 해당 플래그의 값이 참일 경우, 상기 슬라이스 세그먼트 헤더를 참조하는 블록들은 상기 제안하는 화면 내 예측 방법을 사용하여 복호화될 수 있다.

도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면내 예측부를 포함하는 복호화 장치를 도시한다.

화면내 예측부를 포함하는 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(110-5), 역양자화부(120-5), 역변환부(130-5), 화면내 예측부(140-5), 화면간 예측부(150-5), 인루프 필터부(160-5), 복원 영상 저장부(170-5) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

엔트로피 복호화부(110-5)는 입력된 비트스트림(100-5)을 복호화하여 신택스 요소(syntax elements) 및 양자화된 계수 등과 같은 복호화 정보를 출력한다. 출력되는 정보에는 글로벌 움직임 보상을 위한 정보가 포함될 수 있다.

역양자화부(120-5) 및 역변환부(130-5)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 잔차 신호(residual signal)를 출력한다.

화면내 예측부(140-5)는 복호화되는 현재 블록과 인접하는 기 복호화된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다. 예측 신호 생성을 위해 곡선 방향의 주변 화소 값을 이용할 수 있다.

화면간 예측부(150-5)는 비트스트림으로부터 추출된 움직임 벡터와 복원 영상 저장부(170-5)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행하여 예측 신호를 생성한다.

화면내 예측부(140-5)와 화면간 예측부(150-5)로부터 출력된 예측 신호는 잔차 신호와 합산되며, 합산을 통해 생성된 복원된 영상은 인루프 필터부(160-5)로 전달된다.

인루프 필터부(160-5)에서 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 영상 저장부(170-5)에 저장되며, 화면간 예측부(150-5)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.

도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 참조 영역을 도시한다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록(210-5)의 예측 샘플을 생성하기 위해 상단 참조샘플(220-5), 좌측 참조샘플(230-5), 좌상단 참조샘플(240-5)이 사용될 수 있다.

상단 참조샘플(220-5)열의 길이는 현재 화면 내 예측 블록(210-5)의 가로길이 M보다 길 수 있다. 또한, 좌측 참조샘플(230-5)열의 길이는 현재 화면 내 예측 블록(210)의 세로길이 N보다 길 수 있다.

도 42는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록의 샘플을 참조하는 방법을 도시한다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측블록(310-5)의 예측샘플을 생성할 때, 곡선(320-5) 방향의 참조샘플을 이용해 예측신호를 생성할 수 있으며, 상기 곡선은 N차식으로 표현되고 계수에 따라 직선이 될 수 있다.

상기 곡선의 정보는 비트스트림에 포함되어 전송될 수 있으며, 그 정보는 곡선 방정식의 차수 또는 계수를 포함할 수 있다.

도 43은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록의 참조 샘플을여러 개 참조하는 방법을 도시한다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록(410-5)의 예측 샘플(420-5)을 생성할 때, 곡선(430-5)방향의 주변 블록의 화소를 하나뿐만 아니라 두 개 이상 참조할 수 있다.

두 개 이상의 참조샘플을 사용할 경우, 참조샘플들(440-5, 450-5)의 가중 평균 값으로 예측 샘플(420-5)을 생성할 수 있다.

도 44는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록의 존재하지 않는 참조샘플을 생성하는 방법을 도시한다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록(510-5) 주변에 참조샘플이 부분적으로 존재하는 경우, 사용 가능한 참조샘플(540-5, 550-5)을 이용하여 존재하지 않는 참조샘플을 생성할 수 있다.

존재하지 않는 참조 샘플(520-5, 530-5)을 생성하는 경우, 생성해야 하는 참조 샘플의 길이는 현재 예측 블록에서 사용하는 곡선(560)에 따라 달라질 수 있다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록이 곡선(610-5)에 의해 두 구역 A, B로 나누어질 때, 구역 A, B는 서로 다른 방향의 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.

상기 구역 A 또는 구역 B에서 예측 샘플을 생성하기 위해 사용하는 참조 샘플은 하나 이상이 될 수 있으며, 하나 이상의 각 참조샘플들은 서로 다른 방향에 위치할 수 있다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록이 곡선 (710-5) 및 블록의 모서리를 연결하는 직선 (720-5)에 의해 구역 A, B, C, D로 나누어질 때, 구역 A, B, C, D는 서로 다른 방향의 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.

상기 각 구역 A, B, C, D에서 예측 샘플을 생성하기 위해 사용하는 참조 샘플은 하나 이상이 될 수 있으며, 하나 이상의 각 참조 샘플들은 서로 다른 방향에 위치할 수 있다.

도 47은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행할 때, 주변 블록과의 불연속성을 제거하기 위해 예측 블록의 가장 왼쪽 예측샘플열에 대한 필터링을 하는 방법을 도시한다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록이 곡선 또는 직선으로 나뉜 영역 중 수직 방향의 예측을 수행하는 영역이 예측 블록의 좌측에 위치할 경우, 예측 블록의 가장 왼쪽 열의 예측 샘플에 대하여 필터링을 수행할 수 있다.

예측 블록의 가장 왼쪽 열의 샘플들에 대하여 필터링을 수행할 경우, 좌측 참조 샘플 변화량을 이용할 수 있다.

예를 들어, 도 47과 같이 곡선 (810-5)에 의해 예측 블록이 A, B 두 영역으로 나누어졌고, 영역 A가 수직 방향 예측을 사용한다면, 가장 왼쪽 열(820-5)의 예측 샘플들에 대하여 좌측 참조 샘플들의 변화량(830-5)을 이용해 필터링을 수행할 수 있다.

MxN 크기를 갖는 현재 화면 내 예측 블록이 곡선 또는 직선으로 나뉜 영역 중 수평 방향의 예측을 수행하는 영역이 예측 블록의 상단에 위치할 경우, 예측 블록의 가장 위쪽 열의 예측 샘플에 대하여 필터링을 수행할 수 있다.

예측 블록의 가장 위쪽 열의 샘플들에 대하여 필터링을 수행할 경우, 상단 참조 샘플 변화량을 이용할 수 있다.

예를 들어, 도 48와 같이 곡선 (910-5)에 의해 예측 블록이 A, B 두 영역으로 나누어졌고, 영역 A가 수평 방향 예측을 사용한다면, 가장 위쪽 열(920-5)의 예측 샘플들에 대하여 상단 참조 샘플들의 변화량(930-5)을 이용해 필터링을 수행할 수 있다.

먼저, 비트스트림으로부터 곡선 화면 내 예측 정보를 추출(1010-5)한다. 상기 추출된 정보에는 곡선을 표현하기 위한 곡선의 방정식의 차수 또는 계수를 포함할 수 있다. 그리고 추출한 곡선에 대한 정보와 주변 블록의 참조 픽셀의 존재 여부를 이용하여 참조 샘플 패딩이 필요한지 판단(1020-5)한다. 참조 샘플 패딩이 필요하다면, 주변블록의 사용 가능한 참조 샘플을 이용하여 존재하지 않는 참조 샘플을 생성(1030-5)한다. 참조 샘플 패딩이 필요없다면, 참조 샘플을 이용하여 현재 화면 내 예측 블록의 예측 샘플을 생성(1040-5)한다. 예측 샘플 생성시, 앞서 추출한 곡선에 대한 정보를 이용하여 참조 샘플을 결정한다. 예측 블록의 생성이 끝났다면, 예측 샘플에 대한 필터링을 수행할지 판단(1050-5)한다. 예측 블록의 좌측 영역이 수직 방향 예측을 사용하거나 예측 블록의 상단 영역이 수평 방향 예측을 사용하여 예측 샘플에 대한 필터링이 필요하다면 주변 참조 샘플을 변화량을 이용해 예측 샘플 필터링을 수행(1060-5)한다. 예측 샘플에 대한 필터링은 예측 블록의 가장 좌측 샘플열과 가장 상단 샘플행에 대해 수행할 수 있다.

본 발명은 비디오 신호를 인코딩/디코딩하는데 이용될 수 있다.

Claims

비디오 복호화 방법에 있어서,

현재 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 단계;

상기 현재 양자화 계수 그룹에 대하여 엔트로피 복호화를 통해 양자화 계수를 획득하는 단계;

상기 획득한 양자화 계수들에 대하여 역양자화 과정을 거쳐 변환 계수를 획득하는 단계; 및

상기 획득한 변환 계수에 대하여 역변환 과정을 거쳐 차분 신호를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 1항에 있어서,

상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 단계는

현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 2항에 있어서,

상기 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할정보를 획득하는 단계는

상기 현재 복호화단위의 크기에 기초하여 분할에 대한 양자화 계수 그룹 분할 플래그를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할하지 않음을 나타내는 경우,상기 현재 복호화단위에서 양자화 계수 그룹의 크기를 결정하는 단계; 및

상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할을 나타내는 경우, 상기 현재 복호화단위를 복수의 하위 양자화 계수 그룹들로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 2항에 있어서,

상기 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할정보를 획득하는 단계는

상기 현재 복호화단위의 크기에 기초하여 분할에 대한 양자화 계수 그룹 분할 플래그를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할하지 않음을 나타내는 경우,상기 현재 복호화단위에서 양자화 계수 그룹의 크기를 결정하는 단계; 및

상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할을 나타내는 경우, 상기 현재 복호화단위를 복수의 하위 양자화 계수 그룹들로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 4항에 있어서,

상기 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 크기 정보를 획득하는 단계는

상기 현재 복호화 단위의 크기에 기초하여 분할에 대한 양자화 계수 그룹 분할 갯수 정보를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 가변 크기의 양자화 계수 그룹분할방법과 현재 복호화 단위의 크기,상기 양자화 계수 그룹 분할 갯수 정보에 기초하여 정의된 분할 정보를 이용하여 양자화 계수 그룹을 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
제 1항에 있어서,

상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 단계는

현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보를 획득하는 단계;및

상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보에 기초하여 양자화 계수 그룹의 엔트로피 복호화 스캔 순서를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
비디오 복호화 장치에 있어서,

현재 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 단계;

상기 현재 양자화 계수 그룹에 대하여 엔트로피 복호화를 통해 양자화 계수를 획득하는 단계;

상기 획득한 양자화 계수들에 대하여 역양자화 과정을 거쳐 변환 계수를 획득하는 단계; 및

상기 획득한 변환 계수에 대하여 역변환 과정을 거쳐 차분 신호를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
제 7항에 있어서,

상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 단계는

현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
제 8항에 있어서,

상기 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보를 획득하는 단계는

상기 현재 복호화 단위의 크기에 기초하여 분할에 대한 양자화 계수 그룹 분할 플래그를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할하지 않음을 나타내는 경우,상기 현재 복호화 단위에서 양자화 계수 그룹의 크기를 결정하는 단계; 및

상기 추출된 양자화 계수 그룹 분할 플래그가 분할을 나타내는 경우, 상기 현재 복호화 단위를 복수의 하위 양자화 계수 그룹들로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
제 8항에 있어서,

상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 단계는

현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 상기 가변 크기의 양자화 계수 그룹의 분할 방법을 결정하는 단계; 및

상기 결정된 가변 크기의 양자화 계수 그룹의 분할 방법에 따라 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 크기 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
제 10항에 있어서,

상기 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 크기 정보를 획득하는 단계는

상기 현재 복호화 단위의 크기에 기초하여 분할에 대한 양자화 계수 그룹 분할 갯수 정보를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 가변 크기의 양자화 계수 그룹 분할 방법과 현재 복호화 단위의 크기,상기 양자화 계수 그룹 분할 갯수 정보에 기초하여 정의된 분할 정보를 이용하여 양자화 계수 그룹을 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
제 7항에 있어서,

상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 정보를 획득하는 단계는

현재 복호화하는 비트스트림에 대하여 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보를 비트스트림에서 추출하는 단계;

상기 추출된 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용 여부 정보가 가변 크기의 양자화 계수 그룹 사용을 의미하는 경우, 현재 복호화 단위에서 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보를 획득하는 단계;및

상기 역양자화를 위한 양자화 계수 그룹의 분할 정보에 기초하여 양자화 계수 그룹의 엔트로피 복호화 스캔 순서를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.