WO2018038316A1 - 보안 카메라용 영상 코덱에서 블록 분할 정보 전송 방법 및 장치 - Google Patents

보안 카메라용 영상 코덱에서 블록 분할 정보 전송 방법 및 장치 Download PDF

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WO2018038316A1
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심동규
안용조
박시내
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광운대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to an image encoding and decoding technique in a high-definition video compression method and apparatus for a security camera, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting segmentation information of a sub / decoding unit block of an image.
  • video encoding / decoding is generally performed by not dividing into a single image but by dividing it into blocks of a size suitable for encoding / decoding. Can improve.
  • the image decoding apparatus and method obtaining the partition information of the unit block from the bitstream, and determines the partition of the block using the obtained partition information And performing image decoding on a block-by-block basis using the determined split information.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing video encoding / decoding through an efficient transmission method of segmentation information of execution unit blocks in a block unit encoding / decoding process to improve encoding efficiency.
  • the encoding performance may be improved by efficiently transmitting the partition information of the block to the decoder.
  • FIG. 1 shows a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a divided form of a block according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are flowcharts of a method of extracting partition information of a block and performing block-by-block decoding using the same according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of obtaining partition information of a block according to an embodiment of the present invention.
  • ⁇ to '' or ⁇ of '' does not mean a step for.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, and do not mean that each component is composed of separate hardware or one software unit. That is, each component is described by listing each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function. The integrated and separated embodiments of each of these components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • the video decoding apparatus (Video Decoding Apparatus) to be described below is a civil security camera, civil security system, military security camera, military security system, personal computer (PC, Personal Computer), notebook computer, portable multimedia player (PMP) It may be a device included in a server terminal, such as a wireless communication terminal (Wireless Communication Terminal), a smart phone (Smart Phone), a TV application server and a service server, communication for performing communication with user terminals, such as various devices, wired and wireless communication networks Means various devices including a communication device such as a modem, a memory for storing various programs and data for inter- or intra-screen prediction for decoding or decoding an image, and a microprocessor for executing and operating a program. can do.
  • a communication device such as a modem
  • a memory for storing various programs and data for inter- or intra-screen prediction for decoding or decoding an image
  • a microprocessor for executing and operating a program. can do.
  • the image encoded in the bitstream by the encoder is real-time or non-real-time through the wired or wireless communication network, such as the Internet, local area wireless communication network, wireless LAN network, WiBro network, mobile communication network or the like, cable, universal serial bus (USB, It may be transmitted to a video decoding apparatus through various communication interfaces such as a universal serial bus), decoded, reconstructed, and played back.
  • wired or wireless communication network such as the Internet, local area wireless communication network, wireless LAN network, WiBro network, mobile communication network or the like, cable, universal serial bus (USB, It may be transmitted to a video decoding apparatus through various communication interfaces such as a universal serial bus), decoded, reconstructed, and played back.
  • a video may be composed of a series of pictures, and each picture may be divided into a coding unit such as a block.
  • a coding unit such as a block.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of extracting partition information of a block and performing block-by-block decoding using the same according to an embodiment of the present invention.
  • the partition information of the block may include a flag indicating whether a block is divided into modes, a shape of a partition block, a size of a partition block, a minimum partition size of a block, a maximum size of a block, and the number of partitions according to an embodiment of the present invention. .
  • the partition information of the block may include a flag indicating whether a block is divided into modes, a shape of a partition block, a size of a partition block, a minimum partition size of a block, a maximum size of a block, and the number of partitions according to an embodiment of the present invention. .
  • FIG. 4 when all of the above information is extracted from the bitstream or only a part of the information is transmitted as necessary, only part of the information may be extracted.
  • the information that can be predicted or calculated in the decoder among the extracted information may be omitted for encoding efficiency, and the omitted information is predicted or calculated 411 without a bitstream extraction process in the decoder.
  • the decoder determines the partition type of the decoding block 320 based on the information extracted from the bitstream and the calculated information, and performs decoding according to the partition shape.
  • partition information of a block such as a partition size and a shape of a block performed at each stage of decoding, may be different, and the corresponding information may be found by a decoder or extracted from a bitstream without transmission by a promise of a sub / decoding period.
  • ⁇ to '' or ⁇ of '' does not mean a step for.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, and do not mean that each component is composed of separate hardware or one software unit. That is, each component is described by listing each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function. The integrated and separated embodiments of each of these components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • the video decoding apparatus (Video Decoding Apparatus) to be described below is a civil security camera, civil security system, military security camera, military security system, personal computer (PC, Personal Computer), notebook computer, portable multimedia player (PMP) It may be a device included in a server terminal, such as a wireless communication terminal (Wireless Communication Terminal), a smart phone (Smart Phone), a TV application server and a service server, communication for performing communication with user terminals, such as various devices, wired and wireless communication networks Means various devices including a communication device such as a modem, a memory for storing various programs and data for inter- or intra-screen prediction for decoding or decoding an image, and a microprocessor for executing and operating a program. can do.
  • a communication device such as a modem
  • a memory for storing various programs and data for inter- or intra-screen prediction for decoding or decoding an image
  • a microprocessor for executing and operating a program. can do.
  • the image encoded in the bitstream by the encoder is real-time or non-real-time through the wired or wireless communication network, such as the Internet, local area wireless communication network, wireless LAN network, WiBro network, mobile communication network or the like, cable, universal serial bus (USB, It may be transmitted to a video decoding apparatus through various communication interfaces such as a universal serial bus), decoded, reconstructed, and played back.
  • wired or wireless communication network such as the Internet, local area wireless communication network, wireless LAN network, WiBro network, mobile communication network or the like, cable, universal serial bus (USB, It may be transmitted to a video decoding apparatus through various communication interfaces such as a universal serial bus), decoded, reconstructed, and played back.
  • a video may be composed of a series of pictures, and each picture may be divided into a coding unit such as a block.
  • a coding unit such as a block.
  • the decoding apparatus includes an entropy decoding unit 110, an inverse quantization unit 120, an inverse transform unit 130, an inter prediction unit 140, an intra prediction unit 150, a loop filter unit 160, and a reconstructed image storage unit. It may include at least one of (170).
  • the entropy decoder 110 decodes the input bitstream 100 and outputs decoding information such as syntax elements and quantized coefficients.
  • the output information may include partition information of a block on which decoding is performed.
  • the splitting information may be transmitted in various forms, and splitting information of a specific condition that can be predicted and calculated in the decoder may be omitted and predicted and calculated in the decoder.
  • the following inverse quantization, inverse transformation, inter prediction, intra prediction, motion compensation, and in-loop filter are performed in units of blocks, and the size and shape of the blocks performed in each step may be the same or different.
  • Information such as the size and shape of the block can be calculated or predicted using the information extracted from the bitstream or extracted from the bitstream through the partition information of the block.
  • the inverse quantization unit 120 and the inverse transform unit 130 receive quantization coefficients, perform inverse quantization and inverse transformation in order, and output a residual signal.
  • the inter prediction unit 140 generates a prediction signal by performing motion compensation using the motion vector extracted from the bitstream and the reconstructed image stored in the reconstructed image storage unit 170.
  • the inter prediction unit 140 includes performing motion compensation.
  • the intra prediction unit 150 generates a prediction signal by performing spatial prediction using pixel values of the pre-decoded neighboring block adjacent to the current block to be decoded.
  • the prediction signals output from the inter prediction unit 140 and the intra prediction unit 150 are added to the residual signal, and the reconstructed image generated through the sum is transmitted to the in-loop filter unit 160.
  • the reconstructed picture to which the filtering is applied in the in-loop filter unit 160 is stored in the reconstructed image storage unit 170 and may be used as a reference picture in the inter prediction unit 140.
  • FIG. 2 illustrates a form in which an image is divided according to split information according to an embodiment of the present invention.
  • the video is generally divided into square or rectangular shape to perform encoding / decoding, as shown in the figure, for efficiency of encoding / decoding.
  • the partition information in the drawing may be extracted or calculated in the decoder without being transmitted from the bitstream or transmitted from the encoder.
  • obtaining partition information of a unit block for extracting whether a block is divided, a partition method, a partition shape, and a split direction from a bitstream in a flag form may include determining a partition of a block using the partition block, and performing image decoding on a block-by-block basis using the determined partition information.
  • An image decoding apparatus and method comprises the steps of extracting information on the maximum and minimum size of the unit block from the bitstream, extracting information on the number of divisions, shape of the partition block Extracting the information, determining a block division using the obtained partition information, and performing image decoding on a block-by-block basis basis using the determined partition information.
  • the image decoding apparatus and method extract the partition information of the unit block from the bitstream in the form of a block, and divides the partition information using the determined partition information by using the mode information of the determined block. Performing image decoding on a block-by-block basis.
  • the apparatus and method for decoding an image may predict or calculate the minimum size of the unit block by using the minimum unit of the prediction block and the minimum size information of the transform kernel used when decoding the image.
  • the information may be predicted, calculated, and used by the decoder, and the decoder may include performing image decoding in units of divided blocks.
  • the image decoding apparatus and method according to an embodiment of the present invention can predict or calculate partition information of a currently decoded block using information of a neighboring block or a reference image, and the information that can be predicted or calculated is determined in a bitstream. Performing image decoding by predicting or calculating in a decoder without an extracting step.
  • the division of the block is generally performed in a square or a square, but according to an embodiment of the present invention, the block may be formed in a triangular, polygonal or irregular shape.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of extracting partition information of a block and performing block-by-block decoding using the same according to an embodiment of the present invention.
  • the partition information of the block may include a flag indicating whether a block is divided into modes, a shape of a partition block, a size of a partition block, a minimum partition size of a block, a maximum size of a block, and the number of partitions according to an embodiment of the present invention. .
  • the partition information of the block may include a flag indicating whether a block is divided into modes, a shape of a partition block, a size of a partition block, a minimum partition size of a block, a maximum size of a block, and the number of partitions according to an embodiment of the present invention. .
  • FIG. 4 when all of the above information is extracted from the bitstream or only a part of the information is transmitted as necessary, only part of the information may be extracted.
  • the information that can be predicted or calculated in the decoder among the extracted information may be omitted for encoding efficiency, and the omitted information is predicted or calculated 411 without a bitstream extraction process in the decoder.
  • the decoder determines the partition type of the decoding block 320 based on the information extracted from the bitstream and the calculated information, and performs decoding according to the partition shape.
  • partition information of a block such as a partition size and a shape of a block performed at each stage of decoding, may be different, and the corresponding information may be found by a decoder or extracted from a bitstream without transmission by a promise of a sub / decoding period.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of determining a partition type of a corresponding block when partition information of a block is extracted from a bitstream in the form of a flag in the embodiment of the present invention.
  • information about the partition shape of the block is extracted from the partition information of the block. If the division shape of the block is determined by the flag as one of quadrilateral or two divisions, the division of the block is performed through a flag that determines whether or not to divide.
  • the segmentation flag has its information for each segmented block as the segmentation progresses. When each piece of information indicates that the partition is no longer available, the partition is stopped using the information to determine the partition shape of the block.
  • a flag for determining the direction of division is required along with a flag for determining whether to divide.
  • the blocks are divided in the direction of the division, i.e., in the horizontal or vertical direction, and each block divided in the same manner as the square may have corresponding information.
  • each piece of information indicates that the partition is no longer available, the partition is stopped using the information to determine the partition shape of the block. It is also possible to divide a block in the form of a mixture of square and rectangular. In this case, each of the divided blocks has flag information on the shape of the partition and a flag on whether or not to split.
  • some information may be omitted by an appointment of a decoding / decoding period for efficient transmission of partition information of a block.
  • the omitted information may not be extracted from the bitstream but may be automatically determined by the decoder or determined through prediction or calculation. If the division of the block proceeds only to a specific shape of four divisions or two divisions, information on the division shape of the block may be omitted. If the division of the block starts only in a specific form of square or square, the block in which the division is started may be omitted with flag information on the division shape of the block. If the partition information of the block has the same information in the transform and motion compensation, if the block / decoding period is promised, the minimum size of the partition block cannot be smaller than the size of the transform kernel. Flag information on whether or not can be omitted.
  • the block corresponding to the minimum size does not have information about whether to split. Even if the minimum size is not promised or transmitted, the minimum size of one side cannot be smaller than one.
  • the divided blocks corresponding to the maximum number of divisions do not have flag information on whether to divide.

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Abstract

본 발명은 고화질의 보안 카메라를 위한 비디오 압축 기술에 있어 효율적인 영상 부호화를 위한 블록의 분할 정보 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는 비트스트림으로부터 블록의 분할정보를 획득하고, 획득한 정보 중 생략된 정보가 있는 경우 생략된 정보를 계산 예측하여 영상의 분할 형태를 결정하며, 분할된 블록의 단위로 비디오 복호화를 수행한다.

Description

보안 카메라용 영상 코덱에서 블록 분할 정보 전송 방법 및 장치
본 발명은 보안 카메라를 위한 고화질 비디오 압축 방법 및 장치에서 영상 부호화 및 복호화 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상의 부/복호화 단위 블록의 분할 정보 전송에 대한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 불특정 다수에 대한 무차별 범죄 혹은 특정 대상에 대한 보복 범죄, 사회적 취약 계층에 대한 범죄 등 범죄로 인한 사회적인 불안감이 증가하면서 보안을 위한 다양한 장치 및 시스템의 개발이 요구되고 있다. 특히 보안카메라(CCTV)의 경우 범죄의 현장에 대한 증거 혹은 범인의 인상착의에 대한 자료로서 활용이 가능하기 때문에 국가적인 차원의 수요뿐 아니라 개인의 안전을 위한 수요 또한 증가되는 추세이다. 하지만 취득된 자료의 전송 혹은 저장에 있어서의 제한적인 상황으로 인해 화질에 열화가 발생하거나 혹은 저화질의 영상으로 저장할 수 밖에 없는 현실적인 문제를 가지게 된다. 보안 카메라 영상의 다양한 활용을 위해서는 고화질의 영상을 낮은 데이터량으로 저장할 수 있는 고화질의 압축 방법이 요구된다.
비디오 압축 기술에서 일반적으로 영상의 부/복호화는 하나의 영상에 대해 통째로 수행되는 것이 아니라 부/복호화에 적합한 크기의 블록으로 분할하여 수행되며 영상에 특성에 맞는 적합한 크기의 부/복호화 단위는 부호화 성능을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는 고화질 영상의 부/복호화 단위 블록에 대한 정보를 비트스트림으로 전송하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
다만 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 단위블록의 분할정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 분할정보를 이용하여 블록의 분할을 결정하는 단계, 상기 결정된 분할정보를 이용하여 분할된 블록단위로 영상 복호화를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명은 부호화 효율 향상을 위하여 블록단위 부/복호화 수행 과정에서 수행 단위 블록의 분할 정보의 효율적인 전송방법을 통해 영상 부/복호화를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 블록의 분할 정보를 효율적으로 복호화기로 전달하여 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록의 분할 형태를 도시한 도면이다.
도 3, 4는 본 발명의 일 실시예에 블록의 분할 정보를 추출하고 이를 이용하여 블록 단위 복호화를 수행하는 방법에 대한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록의 분할정보 획득과정에 대한 순서도 이다.
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.
먼저, 본 출원에서 사용되는 용어를 간략히 설명하면 다음과 같다.
이하에서 후술할 복호화 장치(Video Decoding Apparatus)는 민간 보안 카메라, 민간 보안 시스템, 군용 보안 카메라, 군용 보안 시스템, 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. 그리고 코딩유닛이라는 용어는 단위 블록, 블록 등과 같은 동등한 의미를 갖는 다른 용어로 대치되어 사용될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 블록의 분할 정보를 추출하고 이를 이용하여 블록 단위 복호화를 수행하는 방법에 대한 순서도 이다.
먼저, 비트스트림으로부터 블록의 분할에 대한 정보를 추출(310)한다. 블록의 분할 정보는 발명의 실시예에 따라 블록의 모드 분할 여부를 나타내는 플래그, 분할블록의 모양, 분할블록의 크기, 블록의 최소 분할 크기, 블록의 최대 크기, 분할의 횟수 등을 포함할 수 있다. 또한 도 4와 같이 발명의 실시예에 따라 상기의 정보들 모두가 비트스트림에서 추출되거나 필요에 의해 일부만 전송될 경우 일부만 추출 될 수 있다. 이렇게 추출된 정보 중 복호화기에서 예측 혹은 계산이 가능한 정보는 부호화 효율을 위해 생략될 수 있으며 생략된 정보는 복호화기에서 비트스트림 추출 과정 없이 예측 혹은 계산(411)된다. 복호화기는 비트스트림으로부터 추출된 정보와 계산된 정보를 바탕으로 복호화 블록의 분할 형태를 결정(320)하고 해당 분할 모양에 따라 복호화를 수행한다. 이때 복호화의 각 단계에서 수행되는 블록의 분할 크기, 모양 등 블록의 분할 정보는 다를 수 있으며 해당 정보는 부/복호화기간의 약속에 의해 전송 없이 복호화기가 알아내거나 혹은 비트스트림에서 추출될 수 있다.
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.
먼저, 본 출원에서 사용되는 용어를 간략히 설명하면 다음과 같다.
이하에서 후술할 복호화 장치(Video Decoding Apparatus)는 민간 보안 카메라, 민간 보안 시스템, 군용 보안 카메라, 군용 보안 시스템, 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. 그리고 코딩유닛이라는 용어는 단위 블록, 블록 등과 같은 동등한 의미를 갖는 다른 용어로 대치되어 사용될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록의 분할 정보를 이용하여 블록단위로 영상 복호화를 수행하는 복호화 장치를 도시한다. 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(110), 역양자화부(120), 역변환부(130), 화면간예측부(140), 화면내예측부(150), 루프필터부(160), 복원 영상 저장부(170) 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. 출력되는 정보에는 복호화가 수행되는 블록의 분할 정보가 포함될 수 있다. 분할 정보는 다양한 형태로 전송될 수 있으며, 복호화기에서 예측 및 계산이 가능한 특정 조건의 분할 정보는 생략되어 복호화기에서 예측 및 계산될 수 있다. 하기의 역양자화, 역변환, 화면간 예측, 화면내 예측, 움직임 보상, 인루프 필터는 블록 단위로 수행되며, 각각의 단계에서 수행되는 블록의 크기 및 모양은 동일하거나 서로 다를 수 있다. 이러한 블록의 크기 모양 등의 정보는 블록의 분할 정보를 통해 비트스트림에서 추출되거나 비트스트림에서 추출된 정보를 이용하여 계산 혹은 예측될 수 있다.
역양자화부(120) 및 역변환부(130)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 잔차 신호(residual signal)를 출력한다.
화면 간 예측 부(140)는 비트스트림으로부터 추출된 움직임 벡터와 복원 영상 저장부(170)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행하여 예측 신호를 생성한다. 화면 간 예측 부(140)는 움직임 보상을 수행하는 단계를 포함한다.
화면 내 예측부(150)는 복호화되는 현재 블록과 인접하는 기 복호화된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
화면 간 예측부(140)와 화면 내 예측부(150)로부터 출력된 예측 신호는 잔차신호와 합산되며, 합산을 통해 생성된 복원된 영상은 인루프 필터부(160)로 전달된다.
인루프 필터부(160)에서 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 영상 저장부(170)에 저장되며, 화면 간 예측부(140)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 정보에 따라 영상이 분할 된 형태를 도시화 한 것이다. 영상은 부/복호화의 효율을 위하여 도면에서와 같이 일반적으로 정방 혹은 직방형으로 분할되어 부/복호화가 수행된다. 본 발명의 실시예와 같이 도면에서의 분할 정보는 비트스트림에서 추출하거나 부호화기로부터 전송없이 복호화기에서 예측 혹은 계산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 블록의 분할 여부, 분할 방법, 분할 모양, 분할 방향을 플래그 형태로 추출하는 단위블록의 분할정보를 획득하는 단계 상기 획득된 분할정보를 이용하여 블록의 분할을 결정하는 단계, 상기 결정된 분할정보를 이용하여 분할된 블록단위로 영상 복호화를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 단위 블록의 최대 크기와 최소 크기에 대한 정보를 추출하는 단계, 분할의 횟수에 대한 정보를 추출하는 단계, 분할 블록의 모양에 대한 정보를 추출하는 단계, 상기 획득된 분할정보를 이용하여 블록의 분할을 결정하는 단계, 상기 결정된 분할정보를 이용하여 분할된 블록단위로 영상 복호화를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 비트스트림으로부터 단위 블록의 분할 정보를 블록의 모드형태로 추출하는 단계, 상기 결정된 블록의 모드 정보를 이용하여 상기 결정된 분할정보를 이용하여 분할된 블록단위로 영상 복호화를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 영상의 복호화시 사용하는 예측블록의 최소단위, 변환커널의 최소크기 정보를 이용하여 단위 블록의 최소 크기를 예측 혹은 계산할 수 있으며, 상기 예측된 정보는 복호화기에서 예측, 계산, 사용 가능하고, 복호화기는 이룔 이용하여 분할된 블록단위로 영상 복호화를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치 및 방법은 현재 복호화 하는 블록의 분할 정보를 주변 블록 혹은 참조 영상의 정보를 이용하여 예측 또는 계산이 가능하며, 예측 또는 계산이 가능한 정보는 비트스트림에서의 추출 단계 없이 복호화기에서 예측 또는 계산하여 영상 복호화를 수행하는 단계를 포함한다.
블록의 분할은 일반적으로 정방 혹은 직방으로 수행되지만, 발명의 실시예에 따라 삼각형, 다각형 혹은 불규칙한 형태로도 이루어 질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 블록의 분할 정보를 추출하고 이를 이용하여 블록 단위 복호화를 수행하는 방법에 대한 순서도 이다.
먼저, 비트스트림으로부터 블록의 분할에 대한 정보를 추출(310)한다. 블록의 분할 정보는 발명의 실시예에 따라 블록의 모드 분할 여부를 나타내는 플래그, 분할블록의 모양, 분할블록의 크기, 블록의 최소 분할 크기, 블록의 최대 크기, 분할의 횟수 등을 포함할 수 있다. 또한 도 4와 같이 발명의 실시예에 따라 상기의 정보들 모두가 비트스트림에서 추출되거나 필요에 의해 일부만 전송될 경우 일부만 추출 될 수 있다. 이렇게 추출된 정보 중 복호화기에서 예측 혹은 계산이 가능한 정보는 부호화 효율을 위해 생략될 수 있으며 생략된 정보는 복호화기에서 비트스트림 추출 과정 없이 예측 혹은 계산(411)된다. 복호화기는 비트스트림으로부터 추출된 정보와 계산된 정보를 바탕으로 복호화 블록의 분할 형태를 결정(320)하고 해당 분할 모양에 따라 복호화를 수행한다. 이때 복호화의 각 단계에서 수행되는 블록의 분할 크기, 모양 등 블록의 분할 정보는 다를 수 있으며 해당 정보는 부/복호화기간의 약속에 의해 전송 없이 복호화기가 알아내거나 혹은 비트스트림에서 추출될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 블록의 분할 정보가 플래그의 형태로 비트스트림에서 추출되는 경우 해당 블록의 분할 형태를 결정하는 과정을 순서도로 나타낸 것이다. 먼저 블록의 분할 정보 중에서 블록의 분할 모양에 대한 정보를 추출한다. 블록의 분할 모양이 플래그에 의해 4분할에 의한 정방 혹은 2분할의 한 형태로 결정되면 정방형의 경우 분할 여부를 결정하는 플래그를 통해 블록의 분할을 진행한다. 해당 분할 여부 플래그는 분할이 진행되면서 분할된 블록별로 그 정보를 각각 가지게 된다. 각각의 정보들이 분할이 더 이상 되지 않는다는 정보를 표시하면 해당 정보를 이용하여 분할을 멈추고 블록의 분할 모양을 결정한다. 2분할형의 경우 분할여부를 결정하는 플래그와 함께 해당 분할의 방향을 결정하는 플래그가 요구된다. 해당 분할의 방향 즉 가로 혹은 세로의 방향을 통해 블록의 분할을 진행해가며 정방형과 동일하게 분할된 각각의 블록은 모두 해당 정보를 가질 수 있다. 각각의 정보들이 분할이 더 이상 되지 않는다는 정보를 표시하면 해당 정보를 이용하여 분할을 멈추고 블록의 분할 모양을 결정한다. 블록의 분할이 정방형과 직방형이 혼용된 형태로도 가능한데 그 경우 분할된 각각의 블록들은 분할의 모양에 대한 플래그 정보와 분할 여부에 대한 플래그를 가지게 된다.
상기 발명의 실시예에서 블록의 분할 정보의 효율적인 전송을 위해 부/복호화기간의 약속에 의해 일부 정보가 생략될 수 있다. 생략된 정보는 비트스트림으로부터 추출되지 않고 복호화기에서 자동으로 결정되거나 예측 혹은 계산을 통해 결정될 수 있다. 블록의 분할이 4분할 혹은 2분할의 특정 모양으로만 진행된다면 블록의 분할 모양에 대한 정보는 생략될 수 있다. 블록의 분할이 정방 혹은 직방의 특정 형태로만 시작된다면 분할이 시작되는 블록은 블록의 분할 모양에 대한 플래그 정보가 생략될 수 있다. 블록의 분할정보가 변환과 움직임 보상에서 동일한 정보를 가지는 것으로 부/복호화기간에 약속이 되었다면 분할 블록의 최소 크기는 변환 커널의 크기보다 작아질 수 없으므로 변환 커널의 최소 크기와 같은 크기의 블록에서는 분할 여부에 대한 플래그 정보가 생략될 수 있다.
또한 분할된 정방 혹은 직방의 블록의 최소 크기에 대한 부/복호화기 간의 약속이 있거나 최소 크기가 비트스트림에서 파싱되는 경우 최소 크기에 해당하는 블록은 분할 여부에 대한 정보를 가지지 않는다. 최소 크기가 약속되거나 전송되지 않는 경우에도 한변의 최소크기는 1보다 작아질 수 없다.
발명의 실시예에 따라 블록의 최대 분할 횟수가 고정되었거나 비트스트림을 통해 복호화기로 전송된 경우 최대 분할 횟수에 해당하는 분할 블록들은 분할여부에 대한 플래그 정보를 가지지 않는다.
비디오 부/복호화 관련산업으로 방송장비 제조, 단말제조 등 제조업체나 원천기술 관련 산업에서 이용 가능.
해당 없음.

Claims (1)

  1. 비디오 복호화 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 블록의 분할정보를 획득하는 단계;
    상기 획득한 정보 중 생략된 정보를 결정하는 단계;
    상기 생략된 정보를 계산 예측하는 단계;
    상기 분할 정보를 이용하여 영상의 분할 형태를 결정하는 단계 및
    상기 블록 분할 단위로 비디오 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
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