WO2018070555A1 - 다양한 블록 분할 구조를 결합하여 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치 - Google Patents

다양한 블록 분할 구조를 결합하여 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치 Download PDF

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류호찬
안용조
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Definitions

  • the present invention relates to an image processing technique, and more particularly, to a block division structure and a method and apparatus for performing the division thereof in a video compression technique.
  • a block division structure refers to a unit for encoding and decoding, and a unit to which encoding and decoding main technologies such as prediction and transformation are applied.
  • the size of a block for encoding and decoding is gradually increasing, and the partition type of the block supports more various partition types.
  • video compression is performed using not only a unit for encoding and decoding but also a unit subdivided according to a role of a block.
  • video encoding and decoding are performed by using a block partition structure of a quad-tree type and a unit block divided according to a role for prediction and transformation.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving coding efficiency compared to conventional video compression technology by using various block division structures in combination.
  • a video coding method and apparatus include a block partitioning information acquisition unit, a block partitioning execution unit, and a block encoder / decoder.
  • a video coding method and apparatus include a block partition information parsing unit, an additional block partition information determination unit, and an additional block partition information acquisition unit.
  • a video coding method and apparatus include a color format determiner of a current picture, a luminance and chrominance component block size comparator, an additional block partition information acquirer, and a block partition performer.
  • encoding performance may be improved by using various block division types in combination.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a block in which various types of block divisions and various types of block divisions are combined according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a table illustrating syntax using a block structure in which various block divisions are combined according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 shows an example of a color element according to the color format for one block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 6 illustrates an example of using the same block division structure in each color element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates an example of using a block division structure differently in each color element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating block division and decoding performed in a video decoder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a block dividing unit 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.
  • a color format refers to a form of color components constituting one picture
  • a coding block or coding unit is a single block or unit in which encoding and decoding are performed in video coding. It can be referred to comprehensively, including.
  • the color format is not limited to the YUV format, and may be referred to generically including all kinds of a plurality of color formats according to color components for constructing one picture.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a block dividing unit according to an embodiment of the present invention.
  • the block partition information acquisition unit 830 may include a block partition information parser 920, an additional block partition information determiner 930, an additional block partition information obtainer 940, and a block partition information storage unit ( 950.
  • the block partition information parsing unit 930 parses the block partition information from the bitstream to obtain block partition information.
  • the additional block partition information determination unit 930 determines whether additional partition information is needed in partitioning the current block by using the color format of the current picture, the block depth information, the block position information in the picture, the block size information, and the like.
  • the additional block partition information acquisition unit 940 obtains additional block partition information necessary for determining a block partition structure of the current block.
  • the additional block partitioning information necessary for determining the partition structure of the current block may be obtained by parsing in a bitstream or without the parsing of the bitstream, color format of the current picture, depth information of a block, block position information in a picture, block size information, and the like. It can be obtained by using.
  • the block partition information storage unit 950 stores block partition information acquired by the block partition information parser 920 and the additional block partition information acquisition unit 940.
  • ⁇ 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.
  • a color format refers to a form of color components constituting one picture
  • a coding block or coding unit is a single block or unit in which encoding and decoding are performed in video coding. It can be referred to comprehensively, including.
  • the color format is not limited to the YUV format, and may be referred to generically including all kinds of a plurality of color formats according to color components for constructing one picture.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a video encoding method and apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding method and apparatus may include an inter prediction unit 120, an intra prediction unit 125, a subtraction unit 130, a transform unit 140, a quantization unit 150, and an entropy encoding unit 160. ), An inverse transform unit 145, an inverse quantization unit 155, an adder 135, an in-loop filter unit 180, and a reconstructed picture buffer 190.
  • the inter prediction unit 120 generates a prediction signal by performing motion prediction using the reconstructed image stored in the input image 110 and the reconstructed picture buffer 190.
  • the intra prediction unit 125 generates a prediction signal by performing spatial prediction using pixel values of pre-restored neighboring blocks adjacent to the current block to be encoded.
  • the subtractor 130 generates a residual signal using the prediction signal generated by the input image and the inter-prediction unit 120 or the intra prediction unit 125.
  • the transformer 140 and the quantizer 150 generate quantized coefficients by performing transform and quantization on the residual signal generated by the subtractor 130.
  • the entropy encoder 160 outputs a bitstream by performing entropy encoding on encoding information such as syntax elements and quantized coefficients defined in the video encoder.
  • the inverse transformer 145 and the inverse quantizer 155 receive the quantization coefficients, perform inverse quantization and inverse transformation in order, and generate a reconstructed residual signal.
  • the adder 135 generates a reconstruction signal by using the prediction signal generated by the inter prediction unit 120 or the intra prediction unit 125 and the reconstructed residual signal.
  • the reconstruction signal is transmitted to the in-loop filter unit 180.
  • the reconstructed picture to which the filtering is applied is stored in the reconstructed picture buffer 190 and may be used as a reference picture in the inter prediction unit 120.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a video decoding apparatus and method according to an embodiment of the present invention.
  • the video decoding apparatus and method may include an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, an intra prediction unit 240, an inter prediction unit 250, and an adder ( 260, an in-loop filter unit 270, and a reconstructed picture buffer 280.
  • the entropy decoder 210 decodes the input bitstream 200 and outputs decoding information such as syntax elements and quantized coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 receive the quantization coefficients, perform inverse quantization and inverse transformation in order, and output a residual signal.
  • the intra prediction unit 240 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 inter prediction unit 250 generates a prediction signal by performing motion compensation using the motion vector extracted from the bitstream and the reconstructed image stored in the reconstructed picture buffer 280.
  • the prediction signals output from the intra prediction unit 240 and the intra prediction unit 250 are combined with the residual signal through the adder 260, and thus the reconstruction signal generated in units of blocks includes a reconstructed image. .
  • the reconstructed image is transmitted to the in-loop filter unit 270.
  • the reconstructed picture to which the filtering is applied is stored in the reconstructed picture buffer 280 and may be used as a reference picture in the inter prediction unit 250.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a block in which various types of block divisions and various types of block divisions are combined according to an embodiment of the present invention.
  • a video coding method and apparatus using a combination of various block divisions include an undivided block 310, a horizontal partitioned block 320, a vertical partitioned block 330, and a 4-divided block. It includes a block partition type including a block 340, and includes a block structure 350 of the various block partitions combined.
  • the undivided block 310 includes a form in which one coding block is not divided.
  • one coding block is divided in a horizontal direction. Includes divided into forms.
  • the vertically divided block 330 includes a form in which one coding block is divided in a vertical direction, and the four-divided block 340 has one coding block in a vertical direction. It includes a divided form in the horizontal direction.
  • the one coding block includes both a square block and a non-square block.
  • the block structure 350 in which the various block divisions are combined includes a block structure in which the various block divisions 310, 320, 330, and 340 are combined. do.
  • the top block 350 is divided into four parts, and thus, the first block 350 is divided into a first partition block 351, a second partition block 352, a third partition block 353, and a fourth partition block 354. Can be divided.
  • the first partition block 351 is a block partitioned form of the block 310 that is not divided
  • the second partitioned block 352 is a block 340 that is divided into four sections. Is a block expressed in the form of block partitioning.
  • the one coding block may be divided into one or more blocks, and the divided lower blocks may also repeatedly perform block division.
  • the second dividing block 352 is divided into four to generate four sub dividing blocks, and each sub dividing block represents blocks represented by block dividing of the block 310 of the non-dividing type.
  • the third dividing block 353 is a block represented by the block dividing of the block 320 divided into the horizontal direction, and the lower rectangular block 356 of the lower dividing block is divided into the vertical direction. Is a block represented by block division of block 330.
  • the fourth dividing block 354 is a block represented by a block dividing form of the four-divided block 340, and the first sub dividing block and the third sub dividing block of the fourth dividing block further include the vertical direction.
  • the third lower partition block represents an embodiment in which additional vertical division is performed.
  • FIG. 4 is a table illustrating syntax using a block structure in which various block divisions are combined according to an embodiment of the present invention.
  • a video coding method and apparatus may include partitioning information 410 for whether a block is divided into 4 parts to use a block structure in which various block divisions are combined, and whether a block is divided into 2 blocks for a block that is not divided into 4 blocks.
  • Division information 420, and direction information 430 about the direction of two divisions are included.
  • the splitting information 420 on whether to split the block into two and the information 430 on the direction of splitting include information necessary for dividing one coding block into two sub-blocks and performing transmission in the form of two flags. Includes transmission in the form of information contained or combined into one.
  • FIG 5 shows an example of a color element according to the color format for one block according to an embodiment of the present invention.
  • a YUV 420 format 510 having a different magnitude of a luminance component and a chrominance component and a YUV 444 format having the same magnitude of the luminance component and a chrominance component are among the color formats.
  • the color format having different magnitudes of the luminance component and the chrominance component according to an embodiment may include blocks 511 constituting the luminance component and blocks 512 and 513 constituting the chrominance component in one coding block.
  • the color format different from each other and having the same magnitude of the luminance component and the chrominance component may include a block 521 constituting the luminance component and blocks 522 and 523 constituting the chrominance component.
  • the same size may be included in the present specification.
  • a color format in which the luminance component and the color difference component have different sizes or the same color format is not limited to the color format including the luminance component and the color difference component, and the composition ratio of each color element among various color formats such as RGB and XYZ Includes classification according to.
  • FIG 6 illustrates an example of using the same block division structure in each color element according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding method and apparatus include using the same block division structure in the luminance component block and the chrominance component block regardless of the color format.
  • the video encoding method and apparatus according to an exemplary embodiment may use the same block splitting information in the luminance component block 611, the chrominance component blocks 612, and 613 of the color format 610 having different magnitudes of the luminance component and the chrominance component. And determining the block partition structure.
  • the video encoding method and apparatus according to an embodiment may include the same block information in the luminance component block 621 and the color difference component blocks 622 and 623 of the color format 620 having the same magnitude of the luminance component and the color difference component. Determining the block division structure using the.
  • FIG. 7 illustrates an example of using a block division structure differently in each color element according to an embodiment of the present invention.
  • a video coding method and apparatus includes selectively using the same or different block division structure in the luminance component block and the chrominance component block according to the color format.
  • a video encoding method and apparatus may include different block partitioning information in the luminance component block 711, the chrominance component blocks 712, and 713 of the color format 710 having different magnitudes of the luminance component and the chrominance component. And determining the block partition structure.
  • the luminance component block 711, the chrominance component blocks 712, and 713 may divide the block by using a different block division structure by using the size of the block and the coding block division depth information.
  • the video coding method and apparatus may provide the same block information in the luminance component block 721 and the chrominance component blocks 722 and 723 of the color format 720 having the same magnitude of the luminance component and the chrominance component. Determining the block division structure using the.
  • a video coding method and apparatus may include a luminance component block 711 according to a color format 710 having different magnitudes of the luminance component and a chrominance component and a color format 720 having the same magnitude of the luminance component and the chrominance component. And selectively using the block division structures of 721 and chrominance component blocks 712, 713, 722, and 723.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating block division and decoding performed in a video decoder according to an embodiment of the present invention.
  • the video coding method and apparatus may include a block division information acquisition unit 820, a block division execution unit 830, and a block decoder 840.
  • the block division information acquisition unit 820 obtains and outputs encoding information about block division from the bitstream.
  • the block dividing unit 830 performs block dividing by using encoding information about the block dividing extracted by the block dividing information obtaining unit 820.
  • the block decoding unit 840 decodes each decoding unit divided into one decoding unit by performing the block division.

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Abstract

본 발명은 비디오 코딩 기술 중 블록 분할 구조와 이를 부호화 및 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것으로서 블록 분할 정보를 획득하는 단계, 획득한 블록 분할 정보를 이용하여 블록 분할을 수행하는 단계, 및 분할된 블록을 이용하여 부호화 및 복호화 하는 단계로 구성된다. 본 발명의 부호화 및 복호화하는 방법 및 장치를 통하여 기존의 비디오 압축 기술 대비 부호화 효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

다양한 블록 분할 구조를 결합하여 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치
본 발명은 영상 처리기술에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 비디오 압축 기술에서 블록 분할 구조와 이에 대한 분할을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
고해상도, 고화질 비디오에 대한 요구가 증가함에 따라 차세대 비디오 서비스를 위한 고효율 비디오 압축 기술에 대한 필요성이 대두되었다. 이러한 필요성에 기반하여 H.264/AVC 비디오 압축 표준의 표준을 공동으로 표준화 MPEG과 VCEG은 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding)을 결성하여 2013년 1월 최신 국제 비디오 압축 표준인 HEVC에 대한 표준화를 완료하였다.
비디오 압축 기술에서 블록 분할 구조는 부호화 및 복호화를 수행하는 단위 및 예측, 변환 등의 부호화 및 복호화 주요 기술이 적용되는 단위를 의미한다. 비디오 압축 기술이 발전함에 따라 부호화 및 복호화를 위한 블록의 크기는 점차 증가하고 있으며, 블록의 분할 형태는 보다 다양한 분할 형태를 지원하고 있다. 또한, 부호화 및 복호화를 위한 단위 뿐 아니라 블록의 역할에 따라 세분화된 단위를 사용하여 비디오 압축을 수행한다. HEVC 표준에서는 쿼드-트리 형태의 블록 분할 구조와 예측과 변환을 위한 역할에 따라 세분화된 단위 블록을 사용하여 비디오 부호화 및 복호화를 수행한다. 이와 더불어, 쿼드-트리와 바이너리-트리를 결합한 형태의 QTBT (Quad-Tree plus Binary-Tree), 임의형태의 블록 분할 구조 등의 다양한 형태의 블록 분할 구조들이 비디오 부호화 효율 향상을 위하여 제안되고 있다.
본 발명은 다양한 블록 분할 구조를 결합하여 사용하므로써 기존의 비디오 압축 기술 대비 부호화 효율을 향상시키는 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 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치는 블록 분할 정보 획득부, 블록 분할 수행부, 및 블록 부호화부/복호화부 를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치는 블록 분할 정보 파싱부, 추가 블록 분할 정보 여부 판단부, 및 추가 블록 분할 정보 획득부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치는 현재 픽쳐의 컬러 포멧 판단부, 휘도 및 색차 성분 블록 크기 비교부, 추가 블록 분할 정보 획득부, 블록 분할 수행부를 포함한다.
본 발명은 다양한 블록 구조를 결합하여 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치에서 블록 분할을 효율적으로 수행하고 상기 블록 분할을 통하여 부호화 효율을 향상시키는 비디오 코딩 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 시시 예에 따르면, 다양한 블록 분할 형태를 결합하여 사용하여 부호화 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 블록 분할의 종류와 다양한 블록 분할이 결합된 형태의 블록의 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 블록 분할이 결합된 형태의 블록 구조를 사용하는 신택스를 나타내는 표를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 블록에 대한 컬러 포멧에 따른 컬러 요소의 일 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 구조를 각 컬러 요소에서 동일하게 사용하는 일 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 구조를 각 컬러 요소에서 상이하게 사용하는 일 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화기에서 블록 분할 및 복호화 수행에 대한 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 수행부의 흐름도를 도시한다.
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.
이하 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 실시예들에서, 컬러 포멧은 하나의 픽쳐를 구성하는 컬러 성분들의 형태를 지칭하며, 부호화 블록 혹은 부호화 단위는 비디오 코딩에서 부호화 및 복호화가 수행되는 단일 블록 혹은 단위를 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다. 상기 컬러 포멧은 YUV 포멧에 국한되지 않으며, 하나의 픽쳐를 구성하기 위한 컬러 성분들에 따른 다수의 컬러 포멧의 종류를 모두 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따라 제안하는 다양한 블록 분할 구조를 결합하여 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치에 대하여 도 9를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 수행부의 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따른 상기 블록 분할 정보 획득부(830)는 블록 분할 정보 파싱부(920), 추가 블록 분할 정보 판단부(930), 추가 블록 분할 정보 획득부(940), 블록 분할 정보 저장부(950)를 포함할 수 있다.
블록 분할 정보 파싱부(930)는 비트스트림으로부터 블록 분할 정보에 대하여 파싱하여 블록 분할 정보를 획득한다.
추가 블록 분할 정보 판단부(930)는 현재 픽쳐의 컬러 포멧, 블록 깊이 정보, 픽쳐 내의 블록 위치 정보, 블록의 크기 정보 등을 이용하여 현재 블록을 분할함에 있어 추가적인 분할 정보의 필요 여부를 판별한다.
상기 추가 블록 분할 정보 판단부(930)에서 추가 블록 분할 정보가 필요하다고 판단되는 경우, 추가 블록 분할 정보 획득부(940)에서 현재 블록의 블록 분할 구조를 결정함에 있어 필요한 추가적인 블록 분할 정보를 획득한다. 상기 현재 블록의 분할 구조를 결정함에 있어 필요한 추가적인 블록 분할 정보는 비트스트림에서 파싱하여 획득하거나 비트스트림의 파싱 없이 현재 픽쳐의 컬러 포멧, 블록의 깊이 정보, 픽쳐 내의 블록 위치 정보, 블록의 크기 정보 등을 이용하여 획득할 수 있다.
블록 분할 정보 저장부(950)에서는 상기 블록 분할 정보 파싱부(920)과 추가 블록 분할 정보 획득부(940)에서 획득한 블록 분할 정보를 저장한다.
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.
이하 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 실시예들에서, 컬러 포멧은 하나의 픽쳐를 구성하는 컬러 성분들의 형태를 지칭하며, 부호화 블록 혹은 부호화 단위는 비디오 코딩에서 부호화 및 복호화가 수행되는 단일 블록 혹은 단위를 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다. 상기 컬러 포멧은 YUV 포멧에 국한되지 않으며, 하나의 픽쳐를 구성하기 위한 컬러 성분들에 따른 다수의 컬러 포멧의 종류를 모두 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따라 제안하는 다양한 블록 분할 구조를 결합하여 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치에 대하여 도 9를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치는 화면 간 예측부(120), 화면 내 예측부(125), 감산부(130), 변환부(140), 양자화부(150), 엔트로피 부호화부(160), 역변환부(145), 역양자화부(155), 가산부(135), 인루프 필터부(180), 복원 픽쳐 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
화면 간 예측부(120)는 입력 영상(110)과 복원 픽쳐 버퍼(190)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
화면 내 예측부(125)는 부호화되는 현재 블록과 인접하는 기-복원된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
감산부(130)는 입력 영상과 화면 간 예측부(120) 혹은 화면 내 예측부(125)를 통해 생성된 예측 신호를 이용하여 잔차 신호(residual signal)를 생성한다.
변환부(140) 및 양자화부(150)는 감산부(130)을 통해 생성된 잔차 신호에 대하여 변환 및 양자화를 수행하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 생성한다.
엔트로피 부호화부(160)는 비디오 부호화기에 정의된 신택스 요소(syntax elements) 및 양자화된 계수 등과 같은 부호화 정보에 대하여 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림을 출력한다.
역변환부(145) 및 역양자화부(155)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 복원된 잔차 신호를 생성한다.
가산부(135)는 화면 간 예측부(120) 혹은 화면 내 예측부(125)를 통해 생성된 예측 신호와 복원된 잔차 신호를 이용하여 복원 신호를 생성한다.
복원 신호는 인루프 필터부(180)로 전달된다. 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 픽쳐 버퍼(190)에 저장되며, 화면 간 예측부(120)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 화면 내 예측부(240), 화면 간 예측부(250), 가산부(260), 인루프 필터부(270), 복원 픽쳐 버퍼(280)를 포함할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 입력된 비트스트림(200)을 복호화하여 신택스 요소(syntax elements) 및 양자화된 계수 등과 같은 복호화 정보를 출력한다.
역양자화부(220) 및 역변환부 (230)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 잔차 신호(residual signal)를 출력한다.
화면 내 예측부(240)는 복호화되는 현재 블록과 인접하는 기-복호화된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
화면 간 예측부(250)는 비트스트림으로부터 추출된 움직임 벡터와 복원 픽쳐 버퍼(280)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
화면 내 예측부(240)와 화면 내 예측부(250)로부터 출력된 예측 신호는 가산부(260)를 통해 잔차 신호와 합해지고, 그에 따라 블록 단위로 생성된 복원 신호는 복원된 영상을 포함한다.
복원된 영상은 인루프 필터부(270)로 전달된다. 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 픽쳐 버퍼(280)에 저장되며, 화면 간 예측부(250)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 블록 분할의 종류와 다양한 블록 분할이 결합된 형태의 블록의 개념도를 도시한다.
일 실시예에 따른 다양한 블록 분할을 결합하여 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치는 분할되지 않은 블록(310), 수평방향으로 분할된 블록(320), 수직방향으로 분할된 블록(330), 4분할된 블록(340)을 포함하는 블록 분할 형태를 포함하며, 상기 다양한 블록 분할이 결합된 형태의 블록 구조(350)를 포함한다.
일 실시예에 따른 상기 분할되지 않은 블록(310)은 하나의 부호화 블록이 분할되지 않은 형태를 포함하며, 일 실시예에 따른 상기 수평방향으로 분할된 블록(320)은 하나의 부호화 블록이 수평 방향으로 분할된 형태를 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 상기 수직방향으로 분할된 블록(330)은 하나의 부호화 블록이 수직방향으로 분할된 형태를 포함하며, 상기 4분할된 블록(340)은 하나의 부호화 블록이 수직 방향과 수평방향으로 분할된 형태를 포함한다. 상기 하나의 부호화 블록은 정방형 블록과 비정방형 블록을 모두 포함한다.
일 실시예에 따른 상기 다양한 블록 분할이 결합된 형태의 블록 구조(350)는 상기 다양한 블록 분할 형태들(310), (320), (330), (340)이 결합된 형태의 블록 구조를 포함한다. 일 실시예에 따른 블록 분할 구조에서 최상위 블록(350)은 4분할되어 제 1 분할 블록(351), 제 2 분할 블록(352), 제 3 분할 블록(353), 제 4 분할 블록(354)로 분할 될 수 있다. 일 실시예에 따른 상기 제 1 분할 블록(351)은 분할되지 않는 형태의 블록 (310)의 블록 분할 형태로 표현된 블록이며, 제 2 분할 블록(352)은 4분할된 형태의 블록(340)의 블록 분할 형태로 표현된 블록이다. 상기 하나의 부호화 블록들은 하나 혹은 그 이상의 블록으로 분할 될 수 있으며, 분할된 하위 블록 또한 반복적으로 블록 분할을 수행할 수 있다. 상기 제 2 분할 블록(352)은 4분할되어 4개의 하위 분할 블록을 생성하며, 각 하위 분할 블록은 상기 분할되지 않는 형태의 블록(310)의 블록 분할로 표현된 블록들을 나타낸다. 상기 제 3 분할 블록(353)은 상기 수평 방향으로 분할된 형태의 블록(320)의 블록 분할로 표현된 블록이며, 하위 분할 블록 중 하단의 직방형 블록(356)은 상기 수직 방향으로 분할된 형태의 블록(330)의 블록 분할로 표현된 블록이다. 상기 제 4 분할 블록(354)은 4분할된 형태의 블록(340)의 블록 분할 형태로 표현된 블록이며, 제 4 분할 블록의 제 1 하위 분할 블록 및 제 3 하위 분할 블록은 추가로 상기 수직 방향으로 분할된 형태의 블록(330)의 블록 분할로 표현된 블록이다. 이때, 상기 제 3 하위 분할 블록은 추가적인 수직 방향 분할을 수행한 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 블록 분할이 결합된 형태의 블록 구조를 사용하는 신택스를 나타내는 표를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치는 다양한 블록 분할이 결합된 형태의 블록 구조를 사용하기 위하여 블록 4분할 여부에 관한 분할 정보(410), 4분할 되지 않은 블록에 대한 블록 2분할 여부에 관한 분할 정보(420), 및 2분할의 방향에 관한 방향 정보(430)을 포함한다. 상기 블록 2분할 여부에 관한 분할 정보(420)와 2분할의 방향에 관한 정보(430)는 하나의 부호화 블록을 두 개의 하위 블록으로 분할함에 있어어 필요한 정보를 포함하며 두 개의 플래그 형태의 전송을 포함하거나 하나로 결합된 정보 형태로 전송을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 블록에 대한 컬러 포멧에 따른 컬러 요소의 일 예를 도시한다.
일 실시예에 따른 상기 컬러 포멧에 따른 컬러 요소의 일 예로 본 명세서에서는 컬러 포멧 중 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 상이한 YUV 420 포멧(510)과 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 동일한 YUV 444 포멧(520)을 도시한다. 일 실시예에 따른 상기 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 상이한 컬러 포멧은 하나의 부호화 블록을 구성함에 있어 휘도 성분을 구성하는 블록(511)과 색차 성분을 구성하는 블록들(512, 513)의 크기가 상이하며, 상기 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 동일한 컬러 포멧은 하나의 부호화 블록을 구성함에 있어 휘도 성분을 구성하는 블록(521)과 색차 성분을 구성하는 블록들(522), (523)의 크기가 동일하다. 단, 본 명세서에서 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 상이한 혹은 동일한 컬러 포멧이라 함은 휘도 성분과 색차 성분으로 구성된 컬러 포멧에만 국한되지 않으며, RGB, XYZ 등의 다양한 컬러 포멧 중 각 컬러 요소들의 구성 비율에 따른 분류를 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 구조를 각 컬러 요소에서 동일하게 사용하는 일 예를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치는 컬러 포멧에 관계 없이 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록에서 동일한 블록 분할 구조를 사용하는 것을 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치는 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 상이한 컬러 포멧(610)의 휘도 성분 블록(611)과 색차 성분 블록들(612), (613)에서 동일한 블록 분할 정보를 이용하여 블록 분할 구조를 결정하는 것을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치는 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 동일한 컬러 포멧(620)의 휘도 성분 블록(621)과 색차 성분 블록들(622), (623)에서 동일한 블록 정보를 이용하여 블록 분할 구조를 결정하는 것을 포함한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 분할 구조를 각 컬러 요소에서 상이하게 사용하는 일 예를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치는 컬러 포멧에 따라 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록에서 동일한 혹은 상이한 블록 분할 구조를 선택적으로 사용하는 것을 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치는 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 상이한 컬러 포멧(710)의 휘도 성분 블록 (711)과 색차 성분 블록들(712), (713)에서 상이한 블록 분할 정보를 이용하여 블록 분할 구조를 결정하는 것을 포함한다. 이때, 휘도 성분 블록(711)과 색차 성분 블록들(712), (713)은 상기 블록의 크기 및 부호화 블록 분할 깊이 정보를 이용하여 상이한 블록 분할 구조를 이용하여 블록을 분할 할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치는 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 동일한 컬러 포멧(720)의 휘도 성분 블록(721)과 색차 성분 블록들(722), (723)에서 동일한 블록 정보를 이용하여 블록 분할 구조를 결정하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치는 상기 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 상이한 컬러 포멧(710)과 상기 휘도 성분과 색차 성분의 크기가 동일한 컬러 포멧(720)에 따라 휘도 성분 블록(711), (721)과 색차 성분 블록(712), (713), (722), (723)의 블록 분할 구조를 선택적으로 사용하는 것을 포함한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화기에서 블록 분할 및 복호화 수행에 대한 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 방법 및 장치에서는 블록 분할 정보 획득부(820), 블록 분할 수행부(830), 및 블록 복호화부(840)를 포함 할 수 있다.
블록 분할 정보 획득부(820)는 비트스트림으로부터 블록 분할에 관한 부호화 정보를 획득하여 출력한다.
블록 분할 수행부(830)는 상기 블록 분할 정보 획득부(820)에서 추출된 블록 분할에 관한 부호화 정보를 이용하여 블록 분할을 수행한다.
블록 복호화부(840)는 상기 블록 분할 수행을 통하여 하나의 복호화 단위로 분할된 각 복호화 단위에 대한 복호화를 수행한다.
비디오 부/복호화 관련산업으로 방송장비 제조, 단말제조 등 제조업체나 원천기술 관련 산업에서 이용가능.
해당 없음.

Claims (8)

  1. 비디오 부호화 및 복호화 방법에 있어서,
    블록 분할 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득한 블록 분할 정보를 이용하여 블록 분할을 수행하는 단계; 및
    상기 분할된 블록을 이용하여 부호화 및 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    블록 분할 정보를 획득하는 단계는
    블록 분할 정보를 파싱하는 단계;
    상기 파싱된 블록 분할 정보와 현재 픽쳐의 컬러 포멧, 현재 블록의 분할 깊이 정보, 블록의 크기에 따라 추가 블록 분할 정보의 필요 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 추가 블록 분할 정보 필요 여부를 이용하여 추가 블록 분할 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    추가 블록 분할 정보를 획득하는 단계는
    현재 픽쳐의 컬러 포멧을 판단하는 단계;
    상기 픽쳐의 컬러 포멧 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기를 비교하는 단계;
    상기 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기가 다른 경우 블록 분할 정보를 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록 각각 획득하는 단계; 및
    상기 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들에서 각각 획득한 블록 분할 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들을 각각 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    추가 블록 분할 정보를 획득하는 단계는
    현재 픽쳐의 컬러 포멧을 판단하는 단계;
    상기 픽쳐의 컬러 포멧 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기를 비교하는 단계;
    상기 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기가 같은 경우 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들에 동일하게 적용될 블록 분할 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득한 블록 분할 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들을 동일 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 방법.
  5. 비디오 부호화 및 복호화 장치에 있어서,
    블록 분할 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득한 블록 분할 정보를 이용하여 블록 분할을 수행하는 단계; 및
    상기 분할된 블록을 이용하여 부호화 및 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    블록 분할 정보를 획득하는 단계는
    블록 분할 정보를 파싱하는 단계;
    상기 파싱된 블록 분할 정보와 현재 픽쳐의 컬러 포멧, 현재 블록의 분할 깊이 정보, 블록의 크기에 따라 추가 블록 분할 정보의 필요 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 추가 블록 분할 정보 필요 여부를 이용하여 추가 블록 분할 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    추가 블록 분할 정보를 획득하는 단계는
    현재 픽쳐의 컬러 포멧을 판단하는 단계;
    상기 픽쳐의 컬러 포멧 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기를 비교하는 단계;
    상기 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기가 다른 경우 블록 분할 정보를 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록 각각 획득하는 단계; 및
    상기 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들에서 각각 획득한 블록 분할 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들을 각각 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    추가 블록 분할 정보를 획득하는 단계는
    현재 픽쳐의 컬러 포멧을 판단하는 단계;
    상기 픽쳐의 컬러 포멧 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기를 비교하는 단계;
    상기 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록의 크기가 같은 경우 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들에 동일하게 적용될 블록 분할 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득한 블록 분할 정보를 이용하여 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록들을 동일 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 부호화 및 복호화 장치.
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