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KR100694093B1 - 영상 블럭의 계수 예측 장치 및 그 방법 - Google Patents

영상 블럭의 계수 예측 장치 및 그 방법 Download PDF

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Publication number
KR100694093B1
KR100694093B1 KR1020050013517A KR20050013517A KR100694093B1 KR 100694093 B1 KR100694093 B1 KR 100694093B1 KR 1020050013517 A KR1020050013517 A KR 1020050013517A KR 20050013517 A KR20050013517 A KR 20050013517A KR 100694093 B1 KR100694093 B1 KR 100694093B1
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박정훈
박승란
김소영
손유미
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삼성전자주식회사
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Abstract

영상 블럭의 계수 예측 장치 및 그 방법가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 영상 블럭의 계수 예측 방법은, 현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정하는 단계; 및 상기 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 상기 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 현재 블록의 DC 계수 예측과 독립적으로 현재 블럭의 AC 계수 예측을 수행함으로써 AC 계수 예측의 정확도를 보다 향상시킬 수 있으며 그 결과 영상의 부호화 및 복호화 효율을 개선할 수 있다.
영상 블럭, AC/DC 계수 예측

Description

영상 블럭의 계수 예측 장치 및 그 방법{Apparatus for and method of predicting coefficients of video block}
도 1은 종래 기술에 따른 래스터 스캔 방식을 나타내는 도면,
도 2는 종래 MPEG-4 Part2에 따른, 현재 블록의 DC 계수 예측 방법을 설명하기 참고도,
도 3 및 4는 종래 MPEG-4 Part2에 따른 현재 블록의 AC 계수 예측 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 부호화 장치의 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 블록 계수 예측 장치의 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 블록 계수 예측 방법의 흐름도,
도 8은 도 7에 도시된 제330 단계의 상세한 흐름도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화 장치의 블록도이다.
본 발명은 영상 데이터의 부호화에 관한 것으로 보다 상세하게는 영상 블럭의 계수 예측 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
동영상 데이터는 데이터 양이 매우 많아 영상 데이터의 저장 또는 전송을 위해서는 압축 부호화가 요구된다. 영상 데이터의 부호화 또는 복호화는 16x16 매크로 블록 또는 8x8 블록 등의 소정 크기의 블록 단위로 수행된다. 소정 블럭 단위로 영상 데이터를 부호화 또는 복호화하기 위해서는 하나의 영상에 포함된 화소들을 스캔하는 과정이 수행된다.
도 1은 종래 기술에 따른 래스터(Raster) 스캔 방식을 나타내는 도면이다. 래스터 스캔 방식은 영상(picture)에 포함된 화소들을 왼쪽에서 오른쪽으로 그리고 위에서 아래 방향으로 스캔한다. 래스터 스캔은 영상의 좌상측의 모서리에 위치하는 화소부터 스캔한다.
한편, 영상 데이터의 압축을 위한 방법론 중 하나로 인트라 공간 예측(Intra spatial prediction)이 있다. 인트라 공간 예측이란 하나의 영상 내의 데이터의 유사성을 이용하여 영상 데이터를 압축하는 기술이다.
동영상 압축에 관한 국제 표준(international standard)의 하나인 MPEG-4 Part2에 따르면, 현재 블록을 DCT(Discreet Cosine Transform)한 후 현재 블록의 주변 블록들의 계수값들을 이용하여 현재 블록의 DC 및 AC 계수를 예측한다.
도 2는 종래 MPEG-4 Part2에 따른, 현재 블록의 DC 계수 예측 방법을 설명하기 참고도이다. 도 2를 참조하면, 현재 블럭 X(4)의 DC 계수 예측을 위해 이전 블록 A(3), B(1) 및 C(2)가 이용된다. 도 1에 도시한 바와 같은 래스터 스캔(raster scan) 방식에 따르면, 왼쪽에서 오른쪽 및 위에서 아래 방향으로 하나의 영상에 포함된 화소들을 스캔하므로 블록 A(3), B(1) 및 C(2)는 현재 블럭 X(4) 이전에 이미 스캔되어 부호화 또는 복호화가 완료된 블록들이다. 이전 블록 A(3), B(1), C(2) 및 현재 블럭 X(4)는 8x8 크기의 블록이다.
MPEG-4-part 2의 경우, 현재 블럭 X(4)의 DC 계수 예측 과정을 설명한다.
이전 블록 A(3)의 DC값(30)과 이전 블록 B(1)의 DC값(10)의 차이 및 이전 블록 C(2)의 DC값(20)과 이전 블록 B(1)의 DC값(10)의 차이를 계산한다. 만약, 이전 블록 A(3)의 DC값(30)과 이전 블록 B(1)의 DC값(10)의 차이가 이전 블록 C(2)의 DC값(20)과 이전 블록 B(1)의 DC값(10)의 차이보다 작다면 이전 블록 A(3)와 이전 블록 B(1)가 서로 유사한 영상 특성을 가진다고 볼 수 있다. 나아가 현재 블록 X(4)는 이전 블록 C(2)와 유사하다고 생각할 수 있다. 왜냐하면, 각 블록의 DC 계수값은 각 블록의 화소들의 평균값이기 때문이다. 따라서 이전 블록 C(2)를 현재 블록 X(4)의 DC값(20) 예측을 위한 참조 블록으로 결정하고, 이전 블록 C(2)의 DC값(20)을 현재 블록 X(4)의 DC값(40)의 예측값으로 결정한다. 그러나, 이전 블록 A(3)의 DC값(30)과 이전 블록 B(1)의 DC값(10)의 차이가 이전 블록 C(2)의 DC값(20)과 이전 블록 B(1)의 DC값(10)의 차이보다 크다면 이전 블록 A(3)를 현재 블록 X(4)의 DC값(20) 예측을 위한 참조 블록으로 결정하고, 이전 블록 A(3)의 DC값(30)을 현재 블록 X(4)의 DC값(40)의 예측값으로 결정한다. 현재 블록 X(4)의 DC값(40)의 예측값이 결정되면, 현재 블록 X(4)의 DC값(40)과 그 예측값의 차이를 엔트로피 부호화하여 디코더로 전송하거나 저장매체에 저장한다.
한편, 이전 블록 A(3), B(1) 및 C(2)중 하나라도 VOP(Video Object Plane) 경계 밖에 위치하거나 인트라 블록이 아니면, 현재 블럭 X(4)의 DC 예측 값을 소정 값, 예컨대 1024로 결정한다. 여기서 VOP는 MPEG-4 Part 2에 규정된 비디오 코딩 및 디코딩의 단위 영상의 한 종류로서 하나의 영상 프레임은 다수의 VOP로 분할되고, VOP 단위로 부호화 또는 복호화가 수행된다.
전술한 바와 같이, 현재 블럭 X(4)의 DC 계수 예측이 완료되면 그 결과를 이용하여 현재 블럭 X(4)의 AC 계수 예측이 수행된다. 즉, 이전 블록 A(3)와 이전 블 록 C(2) 중에서 현재 블록 X(4)의 DC값(20) 예측을 위한 참조 블록으로 결정된 이전 블록의 AC 계수값들을 이용하여 현재 블록 X(4)의 AC값을 예측한다.
도 3 및 4는 종래 MPEG-4 Part2에 따른, 현재 블록의 AC 계수 예측 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3은 현재 블록 X(4)의 DC값(20) 예측을 위해 이전 블록 C(2)가 참조 블록으로 이용된 경우, 현재 블록 X(4)의 AC 계수 예측을 나타낸다. 종래 MPEG-4 Part2에 따르면, 현재 블록 X(4)의 DC값(20) 예측을 위해 이전 블록 C(2)가 참조 블록으로 이용된 경우, 이전 블록 C(2)의 첫 번째 행에 포함된 AC 계수들(21 내지 27)을 현재 블록 X(4)의 첫 번째 행에 포함된 AC 계수들(41 내지 47)의 예측값으로 결정한다. 예컨대, 이전 블록 C(2)의 AC 계수(21)가 현재 블록 X(4)의 AC 계수(41)의 예측값이 되고, 이전 블록 C(2)의 AC 계수(22)가 현재 블록 X(4)의 AC 계수(42)의 예측값이 된다. 현재 블록 X(4)의 첫 번째 행에 포함된 AC 계수들(41 내지 47) 외의 AC 계수들은 예측값을 구하지 않고 원래 AC 계수값을 엔트로피 부호화한다.
도 4는 현재 블록 X(4)의 DC값(20) 예측을 위해 이전 블록 A(3)가 참조 블록으로 이용된 경우, 현재 블록 X(4)의 AC 계수 예측을 나타낸다. 종래 MPEG-4 Part2에 따르면, 현재 블록 X(4)의 DC값(20) 예측을 위해 이전 블록 A(3)가 참조 블록으로 이용된 경우, 이전 블록 A(3)의 첫 번째 열에 포함된 AC 계수들(31 내지 37)을 현재 블록 X(4)의 첫 번째 열에 포함된 AC 계수들(51 내지 57)의 예측값으로 결정한다. 예컨대, 이전 블록 A(3)의 AC 계수(31)가 현재 블록 X(4)의 AC 계수(51)의 예측값이 되고, 이전 블록 A(3)의 AC 계수(32)가 현재 블록 X(4)의 AC 계수(52)의 예측값이 된다. 현재 블록 X(4)의 첫 번째 열에 포함된 AC 계수들(51 내지 57) 외의 AC 계수들은 예측값을 구하지 않고 원래 AC 계수값을 엔트로피 부호화한다.
이상 설명한 MPEG-4 Part2에 따른 현재 블록의 AC/DC 계수 예측의 경우, 현재 블럭의 DC 계수 예측을 위해 결정된 참조 블록을 그대로 이용하여 현재 블럭의 AC 계수 예측이 수행된다. 다시 말하면, 현재 블럭의 DC 계수 예측 방향과 동일한 예측 방향으로 현재 블럭의 AC 계수 예측이 수행된다.
그러나, 블록 내 화소값들이 어떻게 분포되었는지에 따라 0이 아닌 AC 계수들이 다수 발생할 수 있다. 즉 DC 계수 예측 방향과 동일한 예측 방향으로 현재 블럭의 AC 계수 예측을 수행하는 것이 최선의 선택이 아닌 경우도 발생한다. 따라서 종래 기술에 따르면, 현재 블록의 DC 계수 예측 방향과 동일한 예측 방향으로 현재 블럭의 AC 계수 예측을 수행함으로써 AC 계수 예측의 정확도가 떨어져 부호화 및 복호화 효율이 감소하는 문제가 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 현재 블록의 DC 계수 예측과 독립적으로 현재 블럭의 AC 계수 예측을 수행함으로써 AC 계수 예측의 정확도를 보다 향상 시킬 수 있는 영상 블럭의 계수 예측 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 현재 블록의 AC 계수 예측의 정확도를 보다 향상 시킬 수 있는 영상 블럭의 계수 예측 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명의 일 측면에 의한 영상 블럭의 계수 예측 방법은,
현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정하는 단계; 및 상기 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 상기 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계는, 상기 복수의 이전 블럭들 중에서 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블럭을 결정하는 단계; 및 상기 참조 블럭의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 현재 블럭의 왼쪽에 위치한 제1 이전 블럭 및 상기 현재 블럭의 위쪽에 위치한 제2 이전 블럭 중에서 상기 현재 블럭과 유사한 영상 특성을 갖는 하나의 이전 블럭을 상기 참조 블럭으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제1 이전 블럭의 위쪽에 위치한 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하고, 상기 제2 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이와, 상기 제2 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이를 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합과, 상기 제2 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블록과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합과, 상기 제2 이전 블럭과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 이전 블록들의 DC 계수들 및 AC 계수들은 역양자화된 값들이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 현재 블록 및 상기 복수의 이전 블록들은 8x8 블록들 또는 4x4 블록들이다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명의 일 측면에 의한 영상 블럭의 계수 예측 장치는,
현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 및 AC 계수값들을 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정하고, 상기 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 상기 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 예측부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 예측부는, 상기 복수의 이전 블럭들 중에서 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블럭을 결정하고, 상기 참조 블럭의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 예측부는, 상기 현재 블럭의 왼쪽에 위치한 제1 이전 블럭 및 상기 현재 블럭의 위쪽에 위치한 제2 이전 블럭 중에서 상기 현재 블럭과 유사한 영상 특성을 갖는 하나의 이전 블럭을 상기 참조 블럭으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 예측부는, 상기 제1 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제1 이전 블럭의 위쪽에 위치한 제3 이전 블럭의 적어 도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하고, 상기 제2 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 예측부는, 상기 제1 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이와, 상기 제2 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이를 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 예측부는, 상기 제1 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합과, 상기 제2 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 예측부는, 상기 제1 이전 블록과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합과, 상기 제2 이전 블럭과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명의 일 측면에 의한 기록매체는,
영상 블럭의 계수 예측 방법을 실현시키기 위한 프로그램이 기록되어 있고, 상기 영상 블럭의 계수 예측 방법은, 현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정하는 단계; 및 상기 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 상기 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계는, 상기 복수의 이전 블럭들 중에서 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블럭을 결정하는 단계; 및 상기 참조 블럭의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 현재 블럭의 왼쪽에 위치한 제1 이전 블럭 및 상기 현재 블럭의 위쪽에 위치한 제2 이전 블럭 중에서 상기 현재 블럭과 유사한 영상 특성을 갖는 하나의 이전 블럭을 상기 참조 블럭으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제1 이전 블럭의 위쪽에 위치한 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하고, 상기 제2 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이와, 상기 제2 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이를 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합과, 상기 제2 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 참조 블럭을 결정하는 단계는, 상기 제1 이전 블록과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합과, 상기 제2 이전 블럭과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 부호화 장치의 블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 부호화 장치는 변환부(110), 양자화부(120), 역양자화부(130), AC/DC 예측부(140), 스캔부(150) 및 가변장코딩부(160)를 포함한다.
변환부(110)는 소정 크기의 영상 블록을 입력받아 소정 방식에 따라 입력 영상 블록을 변환한다. 본 실시예에서는 입력 영상 블록은 DCT(Discrete Cosing Transform)변환된다. 입력 영상 블록이 8x8 블록인 경우, 8x8 입력 영상 블록을 DCT 변환하면 1개의 DC 계수와 63개의 AC 계수가 변환부(110)에 의해 생성된다. 본 실시예에서는 8x8 블록을 예로 들어 설명하나, 8x8 블록에 한정되지 않으며 4x4 블록 등의 다양한 크기의 블록에도 적용할 수 있다.
양자화부(120)는 변환부(110)로부터 입력받은 계수들을 양자화한 후 양자화된 계수들을 역양자화부(130) 및 AC/DC 예측부(140)로 출력한다. 역양자화부(130)는 양자화된 계수들을 다시 역양자화하여 역양자화된 계수들을 현재 블록의 AC/DC 계수 예측을 위해 AC/DC 예측부(140)로 제공한다.
AC/DC 예측부(140)는 본 발명에 따른 영상 블록의 계수 예측을 수행하고, 현재 블록의 원래 계수값과 예측값과의 차이값을 출력한다. AC/DC 예측부(140)의 보다 상세한 구조 및 동작은 후술한다.
스캔부(150)는 현재 블록의 원래 계수값과 예측값과의 차이값 및/또는 현재 블록의 계수값을 소정 순서로 스캔한 후 가변장코딩부(160)로 제공한다. 가변장코딩부(160)는 스캔된 계수값들을 가변장코딩하여 비트 스트림을 출력한다.
도 6은 도 5에 도시된 AC/DC 예측부(140)의 상세 블록도로서 예측부(141) 및 메모리(143)를 포함한다. 메모리(143)는 현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 및 AC 계수값들을 저장한다. 도 5에 도시된 실시예에 따르면 메모리(143)에 저장된 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 및 AC 계수값들은 역양자화된 값들이다. 예측부(141)는 메모리(143)에 저장된 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들 및 AC 계수 값들과, 양자화부(120)로부터 입력받은 현재 블록의 양자화된 계수값들을 이용하여 현재 블럭의 DC 계수 및 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정한다.
도 7 및 8을 참조하여 예측부(141)의 동작을 보다 상세하게 설명한다.
예측부(141)는 메모리(143)에 저장된 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들과 양자화부(120)로부터 입력받은 현재 블록의 양자화된 DC 계수값을 이용하여 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정한다(S310). DC 계수의 예측은 종래 기술과 동일한 방법으로 수행할 수 있으므로 별도로 설명하지 않는다.
그 다음으로 예측부(141)는 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 메모리(143)에 저장된 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들과, 양자화부(120)로부터 입력받은 현재 블록의 양자화된 AC 계수값들을 이용하여 현재 블럭의 AC 계수들의 예측값들을 결정한다(S330).
도 8은 도 7에 도시된 제330 단계의 상세한 흐름도이다. 현재 블럭의 AC 계수 예측 과정은 AC 예측 방향 결정과 AC 계수 예측의 두 단계로 이루어진다. AC 예측 방향을 결정한다 함은 이전 블록들 중에서 현재 블럭의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블럭을 결정하는 것을 의미한다.
도 8을 참조하면, 예측부(141)는 복수의 이전 블럭들 중에서 현재 블럭의 복 수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블럭을 결정한다(S331).
본 발명에 따르면, 현재 블럭의 DC 계수의 예측과는 독립적으로, 현재 블럭의 AC 계수 예측이 수행된다. 특히, 현재 블럭의 DC 계수 예측 방향을 참고하지 않고 현재 블럭의 AC 계수 예측 방향을 별도로 결정한다.
현재 블럭의 AC 계수 예측 방향 결정, 다시 말해서 현재 블럭의 AC 계수 예측을 위한 참조 블록은 다음과 같이 결정된다. 먼저, 현재 블록 및 이전 블록들이 8x8 블록들이고, 도 3에 도시된 바와 같은 수직 예측 또는 도 4에 도시된 바와 같은 수평 예측 중 하나에 따라 현재 블럭의 AC 계수 예측이 수행되는 경우를 가정한다.
예측부(141)는 아래 수학식 1 및 수학식 2에 따라 각각 T1 및 T2를 계산한다.
Figure 112005008663686-pat00001
위 수학식 1에서 Wi는 소정의 가중치이고 ACA는(0,i)는 도 2에 도시된 현재블록 X(4)의 왼쪽에 인접한 이전 블록 A(3)의 첫 번째 열에 위치한 AC 계수값을 나타낸다. ACB는(0,i)는 이전 블록 A(3)의 위쪽에 인접한 이전 블록 B(1)의 첫 번째 열에 위치한 AC 계수값을 나타낸다. AC 계수 예측 방향 결정에 보다 중요한 저주파수 AC 계수값에 보다 큰 가중치를 할당한다. 예컨대, 가중치 W1 은 3, 가중치 W2 및 W3 은 2, 가중치 W4 내지 W7은 1을 할당한다. 또는, AC 예측 방향을 보다 간편하게 그리고 보다 신속하게 결정하기 위해 가중치 W1 은 1로 정하고 그 외 가중치들은 0으로 정할 수도 있다.
Figure 112005008663686-pat00002
위 수학식 2에서 ACB는(i,0)는 이전 블록 B(1)의 첫 번째 행에 위치한 AC 계수값을 나타낸다. ACC는(i,0)는 이전 블록 C(3)의 첫 번째 행에 위치한 AC 계수값을 나타낸다. Wi는 소정의 가중치로서 수학식 1에 사용된 가중치 Wi와 동일한 값으로 정하는 것이 바람직하다. 그러나 필요에 따라 수학식 1에 사용된 가중치 Wi와 달리 정할 수도 있다.
예측부(141)는 위 수학식 1 및 수학식 2에 따라 T1 및 T2가 계산되면, T1 및 T2의 대소를 비교한다. 만약, T1이 T2보다 적다면 이전 블록 A(3)와 이전 블록 B(1)가 서로 유사한 영상 특성을 가진다고 볼 수 있다. 따라서 이전 블록 C(2)를 현재 블록 X(4)의 AC 계수 예측을 위한 참조 블록으로 결정한다. 반대로 T1이 T2보다 크다면 이전 블록 A(3)를 현재 블록 X(4)의 AC 계수 예측을 위한 참조 블록으로 결정한다.
제331 단계에 의해 현재 블럭의 AC 계수 예측을 위해 이용할 참조 블럭이 결정되면, 그 참조 블럭의 AC 계수 값들을 이용하여 현재 블럭의 AC 계수들의 예측값들을 결정한다(S333). 현재 블럭의 AC 계수 예측은 종래 기술에 따라 수행된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같은 수직 예측 또는 도 4에 도시된 바와 같은 수평 예측에 따라 현재 블럭의 AC 계수 예측이 수행된다.
한편, 메모리(143)에 저장된 이전 블럭들의 계수들은 역양자화된 값이므로 예측부(141)에 의해 예측된 현재 블록의 계수들의 예측값들은 역양자화된 값이다. 또한, 예측부(141)로 입력되는 현재 블록의 계수값들은 양자화된 값들이다. 따라서 현재 블록의 계수들의 예측값들을 다시 양자화할 필요가 있다.
이상 도 5에 도시한 영상 데이터 부호화 장치의 관점에서 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 블록의 계수 예측 장치 및 방법에 대해 설명하였다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 블록의 계수 예측 장치 및 방법은 디코더에서도 동일하게 적용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화 장치의 블록도로서 도 5에 도시된 영상 데이터 부호화 장치에 대응한다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 복호화 장치는 가변장복호부(510), 역스캔부(530), 역AC/DC 예측부(550), 역양자화부(570) 및 역변환부(590)를 포함한다. 가변장복호부(510), 역스캔부(530), 역AC/DC 예측부(550), 역양자화부(570) 및 역변환부(590)는 각각 도 5에 도시된 영상 데이터 부호화 장치의 가변장코딩부(160), 스캔부(150), AC/DC 예측부(140), 양자화부(120) 및 변환부(110)의 역과정을 수행한다. 역AC/DC 예측부(550)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 블록의 계수 예측 장치 로서 구체적인 동작은 도 6에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 블록의 계수 예측 장치와 동일하다. 다만, 도 6에 도시한 영상 블록의 계수 예측 장치의 입력 및 출력이 각각 역AC/DC 예측부(550)의 출력 및 입력이 된다는 점에 차이가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 영상 블록의 계수 예측 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 현재 블록의 DC 계수 예측과 독립적으로 현재 블럭의 AC 계수 예측을 수행함으로써 AC 계수 예측의 정확도를 보다 향상시킬 수 있으며 그 결과 영상의 부호화 및 복호화 효율을 개선할 수 있다.

Claims (25)

  1. 영상 블럭의 계수 예측 방법에 있어서,
    현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정하는 단계; 및
    상기 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 상기 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계는
    상기 인접한 복수의 이전 블럭들 중에서 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블록을 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 참조 블록을 결정하는 단계는 상기 인접한 복수의 이전 블록들 간의 적어도 둘 이상의 AC 계수값들 간의 차이값들 각각에 소정의 가중치가 적용된 결과값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계는,
    상기 참조 블럭의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 현재 블럭의 왼쪽에 위치한 제1 이전 블럭 및 상기 현재 블럭의 위쪽에 위치한 제2 이전 블럭 중에서 상기 현재 블럭과 유사한 영상 특성을 갖는 하나의 이전 블럭을 상기 참조 블럭으로 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제1 이전 블럭의 위쪽에 위치한 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하고, 상기 제2 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이와, 상기 제2 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이를 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합과, 상기 제2 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블록과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합과, 상기 제2 이전 블럭과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 이전 블록들의 DC 계수들 및 AC 계수들은 역양자화된 값들인 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 블록 및 상기 복수의 이전 블록들은 8x8 블록들 또는 4x4 블록들인 것을 특징으로 하는 계수 예측 방법.
  10. 영상 블럭의 계수 예측 장치에 있어서,
    현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 및 AC 계수값들을 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정하고, 상기 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 상기 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 예측부를 포함하며,
    상기 예측부는
    상기 인접한 복수의 이전 블럭들 중에서 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블록을 결정하고, 상기 참조 블록을 결정하기 위해, 상기 인접한 복수의 이전 블록들 간의 적어도 둘 이상의 AC 계수값들 간의 차이값들 각각에 소정의 가중치가 적용된 결과값을 비교하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 참조 블럭의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 현재 블럭의 왼쪽에 위치한 제1 이전 블럭 및 상기 현재 블럭의 위쪽에 위치한 제2 이전 블럭 중에서 상기 현재 블럭과 유사한 영상 특성을 갖는 하나의 이전 블럭을 상기 참조 블럭으로 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 제1 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제1 이전 블럭의 위쪽에 위치한 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하고, 상기 제2 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 제1 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이와, 상기 제2 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이를 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 제1 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합과, 상기 제2 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 예측부는,
    상기 제1 이전 블록과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합과, 상기 제2 이전 블럭과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 이전 블록들의 DC 계수들 및 AC 계수들은 역양자화된 값들인 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 현재 블록 및 상기 복수의 이전 블록들은 8x8 블록들 또는 4x4 블록들인 것을 특징으로 하는 계수 예측 장치.
  19. 영상 블럭의 계수 예측 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,
    상기 영상 블럭의 계수 예측 방법은,
    현재 블럭에 인접한 복수의 이전 블럭들의 DC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 DC 계수의 예측값을 결정하는 단계; 및
    상기 현재 블럭의 상기 DC 계수의 예측값 결정과는 독립적으로, 상기 복수의 이전 블럭들의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계는
    상기 인접한 복수의 이전 블럭들 중에서 상기 현재 블럭의 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하기 위해 이용할 참조 블록을 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 참조 블록을 결정하는 단계는 상기 인접한 복수의 이전 블록들 간의 적어도 둘 이상의 AC 계수값들 간의 차이값들 각각에 소정의 가중치가 적용된 결과값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 기록매체.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계는,
    상기 참조 블럭의 AC 계수 값들을 이용하여 상기 현재 블럭의 상기 복수의 AC 계수들의 예측값들을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 현재 블럭의 왼쪽에 위치한 제1 이전 블럭 및 상기 현재 블럭의 위쪽에 위치한 제2 이전 블럭 중에서 상기 현재 블럭과 유사한 영상 특성을 갖는 하나의 이전 블럭을 상기 참조 블럭으로 결정하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제1 이전 블럭의 위쪽에 위치한 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하고, 상기 제2 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값과 상기 제3 이전 블럭의 적어도 하나의 AC 계수값을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이와, 상기 제2 이전 블럭의 하나의 AC 계수값과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 하나의 AC 계수값에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 하나의 AC 계수값 간의 차이를 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  24. 제22 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제1 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합과, 상기 제2 이전 블럭의 복수의 AC 계수값들과, 상기 제2 이전 블럭의 상기 각각의 AC 계수값들에 대응하는 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 참조 블럭을 결정하는 단계는,
    상기 제1 이전 블록과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합과, 상기 제2 이전 블럭과 상기 제3 이전 블럭의 각각의 AC 계수값들 간의 차이에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 서로 비교하여, 상기 참조 블럭을 결정하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
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