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KR102393736B1 - 영상 부호화 및 복호화 장치 - Google Patents

영상 부호화 및 복호화 장치 Download PDF

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KR102393736B1
KR102393736B1 KR1020170043678A KR20170043678A KR102393736B1 KR 102393736 B1 KR102393736 B1 KR 102393736B1 KR 1020170043678 A KR1020170043678 A KR 1020170043678A KR 20170043678 A KR20170043678 A KR 20170043678A KR 102393736 B1 KR102393736 B1 KR 102393736B1
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정세윤
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Abstract

영상 부호화/복호화 장치 및 방법이 개시된다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 입력 영상의 부호화 수준을 결정하는 부호화 수준 결정부와, 상기 부호화 수분 결정부에서 결정된 수준에 대응되는 부호화 대상 픽처를 출력하는 샘플링부와, 상기 샘플링부에서 출력되는 부호화 대상 픽처를 부호화하는 부호화부와, 적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 참조 픽처 저장부와, 상기 부호화 수분 결정부에서 결정된 수준에 대응하여 상기 입력 영상에 대응되는 복원 영상을 생성하는 복원 영상 생성부를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화 및 복호화 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CODING VIDEO}
본 개시는 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 영상의 공간적/시간적 해상도를 고려하여 영상을 부호화 및 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고 품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 콘텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 개시의 기술적 과제는 적응적으로 프레임 스킵 또는 공간 해상도 변환을 하여 영상을 부호화 및 복호화 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 다른 기술적 과제는 프레임 스킵 또는 공간 해상도 변환하여 부호화한 데이터를 복원하더라도 영상의 화질 저하 없이 영상을 부호화 및 복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 또 다른 기술적 과제는 프레임 스킵 또는 공간 해상도 변환하여 데이터를 부호화함으로써, 부호화된 데이터량을 현저하게 줄일 수 있는 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면 영상 부호화 장치가 제공될 수 있다. 상기 장치는 입력 영상의 부호화 수준을 결정하는 부호화 수준 결정부와, 상기 부호화 수분 결정부에서 결정된 수준에 대응되는 부호화 대상 픽처를 출력하는 샘플링부와, 상기 샘플링부에서 출력되는 부호화 대상 픽처를 부호화하는 부호화부와, 적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 참조 픽처 저장부와, 상기 부호화 수준 결정부에서 결정된 수준에 대응하여 상기 입력 영상에 대응되는 복원 영상을 생성하는 복원 영상 생성부를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따르면 영상 복호화 장치가 제공될 수 있다. 상기 장치는 비트스트림을 부호화된 영상 데이터로 복원하는 엔트로피 복호화부와, 부호화된 영상 데이터의 부호화 수준을 확인하는 부호화 수준 확인부와, 상기 부호화 수준 확인부에서 결정된 수준에 대응되는 부호화된 데이터를 출력하는 샘플링부와, 상기 샘플링부에서 출력되는 부호화된 데이터를 복호화하는 복호화부와, 적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 참조 픽처 저장부와, 상기 부호화 수준 확인부에서 확인된 수준에 대응하여 상기 출력 영상에 포함되는 복원 영상을 생성하는 복원 영상 생성부를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 양상에 따르면 영상 부호화 방법이 제공될 수 있다. 상기 방법은 입력 영상을 부호화하는 방법에 있어서, 입력 영상의 부호화 수준을 결정하는 과정과, 결정된 상기 부호화 수준에 대응되는 부호화 대상 픽처를 출력하는 과정과, 상기 부호화 대상 픽처를 부호화하는 과정과, 상기 부호화 과정에서 생성 또는 복원된 적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 과정과, 상기 부호화 수준에 대응하여 상기 입력 영상에 대응되는 복원 영상을 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따르면 영상 복호화 방법이 제공될 수 있다. 상기 방법은 부호화된 영상 데이터를 복호화하는 방법에 있어서, 부호화된 영상 데이터의 부호화 수준을 확인하는 과정과, 결정된 상기 부호화 수준에 대응되는 부호화된 데이터를 출력하는 과정과, 출력되는 상기 부호화된 데이터를 복호화하는 과정과, 상기 복호화 과정에서 생성 또는 복원된 적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 과정과, 상기 부호화 수준 확인부에서 확인된 수준에 대응하여 상기 출력 영상에 포함되는 복원 영상을 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 적응적으로 프레임 스킵 또는 공간 해상도 변환하여 영상을 부호화 및 복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 영상의 화질 저하 없이 부호화 데이터량을 현저하게 줄일 수 있는 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 프레임 스킵 또는 공간 해상도 변환하여 데이터를 부호화함으로써, 영상 데이터의 압축 효율을 높일 수 있는 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 개시의 제3실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 제3실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 본 개시의 제4실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 개시의 제4실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 1은 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는 부호화 수준 결정부(11), 샘플링부(12), 부호화부(13), 참조 픽처 저장부(14), 및 복원 영상 생성부(15)를 포함할 수 있다.
우선, 입력 영상은 미리 정해진 프레임 율(Frame rate)과 미리 정해진 해상도로 이루어질 수 있는데, 부호화 수준 결정부(11)는 입력 영상의 프레임 율 또는 해상도를 제어하여 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
예를 들어, 부호화 수준 결정부(11)는 입력 영상에서 시간적으로 연속되는 복수의 프레임 중 적어도 하나의 생략 여부를 결정하거나, 입력 영상의 프레임 내에서 미리 정해진 거리단위마다 위치된 픽셀의 생략 여부를 결정할 수 있다.
부호화 수준 결정부(11)는 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도, 상기 입력 영상의 해상도를 낮추어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 상기 입력 영상의 해상도를 낮춘(다운 샘플링된) 영상과 입력 영상 사이의 유사도 등을 기준으로 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 미리 정해진 임계값(품질 임계값)과 비교하거나, 상기 입력 영상의 해상도를 낮추어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 미리 정해진 임계값(품질 임계값)과 비교하여 부호화 수준을 결정할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질과, 상기 입력 영상을 부호화한 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 서로 비교하여 상대적으로 높은 품질을 갖는 영상을 고려하여 부호화 수준을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 상기 입력 영상의 해상도를 낮추어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질과, 상기 입력 영상을 부호화한 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 서로 비교하여 상대적으로 높은 품질을 갖는 영상을 고려하여 부호화 수준을 결정할 수 있다.
부호화 수준 결정부(11)는, 부호화부(13)가 부호화 대상 픽처의 부호화 시, 부호화 수준을 지시하는 정보를 부호화할 수 있도록, 부호화 수준을 지시하는 정보를 부호화부(13)에 제공할 수 있다.
부호화 수준 결정부(11)는 부호화 수준을 지시하는 정보를 샘플링부(12)에 제공할 수 있으며, 샘플링부(12)는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보에 기초하여, 부호화 대상 픽처를 검출하여 부호화부(13)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 시간적으로 연속되는 복수의 프레임 중 적어도 하나의 생략 여부를 지시하는 정보를 포함할 경우, 샘플링부(12)는 생략된 프레임을 제외한 나머지 프레임들을 부호화 대상 픽처으로 검출하여 부호화부(13)에 제공할 수 있다. 또한, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상의 해상도를 미리 정해진 단위로 변경한 정보를 포함할 경우, 샘플링부(12)는 입력 영상을 상기 미리 정해진 단위로 다운 샘플링한 영상을 부호화 대상 픽처으로 검출하여 부호화부(13)에 제공할 수 있다.
부호화부(13)는 샘플링부(12)가 제공하는 부호화 대상 픽처에 대한 부호화 처리를 수행할 수 있다. 부호화부(13)는 영상을 부호화하는 통상의 동작을 처리할 수 있다. 예를 들어, 부호화부(13)는 부호화 대상 픽처를 적어도 하나의 처리 단위(예, 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU))로 분할하고, 처리 단위의 영상을 인터 예측, 인트라 예측, 변환(Transform), 양자화, 재정렬, 엔트로피 부호화, 등의 동작을 수행할 수 있다.
또한, 부호화부(13)는 역양자화, 역변환, 필터링 등의 동작을 수행하여 참조 픽처를 구성하고, 이(참조 픽처)를 참조 픽처 저장부(14)에 저장할 수 있으며, 부호화 대상 픽처를 부호화 처리시, 필요에 따라 참조 픽처를 사용할 수 있다.
부호화 대상 픽처는 상기 입력 영상에 포함된 소정의 프레임이 생략되거나, 상기 입력 영상의 프레임이 미리 정해진 해상도로 다운 샘플링된 영상을 포함할 수 있다. 그리고, 부호화부(13)가 부호화 대상 픽처의 부호화 시, 생략된 프레임 또는 다운 샘플링되어 존재하지 않는 영역의 픽셀의 색상 정보가 요구될 수 있다. 따라서, 복원 영상 생성부(15)는 생략된 프레임 또는 다운 샘플링되어 존재하지 않는 영역의 픽셀의 색상 정보를 포함하는 복원 영상을 생성하고, 이(복원 영상)를 참조 픽처 저장부(14)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 복원 영상 생성부(15)는 생략된 프레임과 시간적으로 이웃하며 이전에 부호화된 부호화 대상 픽처를 복제한 영상, 생략된 프레임과 시간적으로 이웃한 적어도 두 개의 부호화 대상 픽처를 시간적 관계를 고려하여 복제한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 다운 샘플링한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 업 샘플링한 영상 등을 복원 영상으로 생성할 수 있다.
한편, 부호화부(13)는 부호화 수준을 지시하는 정보를 부호화할 수 있는데, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보를 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 프레임의 생략 여부를 지시하는지를 포함할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는지를 포함할 수 있다.
또는, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 프레임의 생략 여부, 또는 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부를 지시하는 경우, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
상기 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보는 입력 영상의 프레임 율 및 부호화 대상 픽처의 프레임 율을 포함할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는 경우, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 변경된 해상도를 복원할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
상기 변경된 해상도를 복원할 수 있는 정보는 입력 영상의 해상도 정보 및 부호화 대상 픽처의 해상도 정보를 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(20)는 엔트로피 복호화부(21), 부호화 수준 확인부(22), 샘플링부(23), 복호화부(24), 참조 픽처 저장부(25), 및 복원 영상 생성부(26)를 포함할 수 있다.
엔트로피 복호화부(21)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
부호화 수준 확인부(22)는 엔트로피 복호화가 처리된 데이터로부터, 부호화 수준을 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록될 수 있으며, 부호화 수준 확인부(22)는 시퀀스 파라미터 셋, 또는 픽처 파라미터 셋 필드에 수록된 정보로부터 상기 부호화 수준을 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
부호화 수준 확인부(22)는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부를 지시하는지를 확인할 수 있다.
또는, 부호화 수준 확인부(22)는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는지를 확인할 수 있다.
또는, 부호화 수준 확인부(22)는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부, 또는 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는지를 확인할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부를 지시함에 따라, 부호화 수준 확인부(22)는 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보를 더 확인할 수 있다. 부호화 수준 확인부(22)는 상기 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보로서 입력 영상의 프레임 율 및 부호화 대상 픽처의 프레임 율을 확인할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상 해상도의 변경 여부를 지시함에 따라, 부호화 수준 확인부(22)는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 변경된 해상도를 복원할 수 있는 정보를 확인할 수 있다.
부호화 수준 확인부(22)는 입력 영상의 해상도 정보 및 부호화 대상 픽처의 해상도 정보를 확인할 수 있다.
부호화 수준 확인부(22)에서 확인된 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 샘플링부(23), 복호화부(24), 및 복원 영상 생성부(26)에 제공될 수 있다.
샘플링부(23)는 상기 부호화 수준에 대응되는 부호화 데이터를 복호화부(24)에 제공할 수 있으며, 복호화부(24)는 상기 부호화된 데이터를 복호화 할 수 있다.
상기 부호화된 데이터는 부호화 대상 픽처가 부호화된 데이터이며, 부호화 대상 픽처는 상기 입력 영상에 포함된 소정의 프레임이 생략되거나, 상기 입력 영상의 프레임이 미리 정해진 해상도로다운 샘플링된 영상을 포함할 수 있다. 그리고, 복호화부(24)는 부호화 대상 픽처의 복호화 시, 생략된 프레임 또는 다운 샘플링되어 존재하지 않는 영역의 픽셀의 색상 정보를 필요로한다.
따라서, 복원 영상 생성부(26)는 상기 부호화 수준에 대응하여, 생략된 프레임 또는 다운 샘플링되어 존재하지 않는 영역의 픽셀의 색상 정보를 포함하는 복원 영상을 생성하고, 이(복원 영상)를 참조 픽처 저장부(25)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 참조 픽처 저장부(25)는 생략된 프레임과 시간적으로 이웃하며 이전에 부호화된 부호화 대상 픽처를 복제한 영상, 생략된 프레임과 시간적으로 이웃한 적어도 두 개의 부호화 대상 픽처를 시간적 관계를 고려하여 복제한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 다운 샘플링한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 업 샘플링한 영상 등을 복원 영상으로 생성할 수 있다.
복원 영상 생성부(26)가 복원 영상을 생성하는 방식은 영상 부호화 장치가 복원 영상을 생성하는 방식과 동일하게 처리될 수 있다. 따라서, 상기 복원 영상을 생성하는 방식은 미리 설정되어 저장되거나, 부호화된 데이터, 예를 들어 상기 부호화 수준을 지시하는 정보에 포함될 수 있다.
이하, 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에 대해 설명한다.
본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치는 입력 영상의 프레임 율 또는 입력 영상에 포함된 프레임의 생략을 제어하여 부호화 수준을 결정하고, 이에 기초하여 입력 영상을 부호화 및 복호화하는 것을 예시한다.
도 3은 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화 장치는 프레임 스킵 결정부(31), 샘플링부(32), 부호화부(33), 참조 픽처 저장부(34), 및 복원 영상 생성부(35)를 포함할 수 있다.
우선, 입력 영상은 미리 정해진 프레임 율(Frame rate)과 미리 정해진 해상도로 이루어질 수 있는데, 부호화 수준 결정부(11)는 입력 영상의 프레임 율 또는 해상도를 제어하여 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
프레임 스킵 결정부(31)는 입력 영상에서 시간적으로 연속되는 복수의 프레임 중 적어도 하나의 생략 여부를 결정할 수 있다.
바람직하게, 프레임 스킵 결정부(31)는 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도 등을 기준으로 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
예를 들어, 프레임 스킵 결정부(31)는 입력 영상에 포함된 소정의 프레임을 생략하여 부호화 처리하고, 부호화 처리하는 과정에서 복원된 영상의 품질을 확인한다. 그리고, 프레임 스킵 결정부(31)는 이 과정에서 복원된 영상의 품질이 미리 정해진 임계치(예, 품질 임계치)보다 상대적으로 높은 값을 나타낼 경우 해당 프레임을 생략하는 것으로 결정할 수 있고, 상기 복원된 영상의 품질이 미리 정해진 임계치(예, 품질 임계치)보다 상대적으로 낮은 값을 나타낼 경우 해당 프레임을 생략하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 다른 예로서, 프레임 스킵 결정부(31)는 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질과, 상기 입력 영상을 부호화한 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 서로 비교하여 상대적으로 높은 품질을 갖는 영상을 고려하여 부호화 수준을 결정할 수 있다.또는, 프레임 스킵 결정부(31)는 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도를 확인할 수 있다. 그리고, 프레임 스킵 결정부(31)는 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도가 미리 정해진 임계치(예, 유사도 임계치)보다 상대적으로 높은 값을 나타낼 경우, 해당 프레임을 생략하는 것으로 결정할 수 있고, 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도가 미리 정해진 임계치(예, 유사도 임계치)보다 상대적으로 낮은 값을 나타낼 경우 해당 프레임을 생략하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
프레임 스킵 결정부(31)는 프레임의 스킵을 하는 것으로 결정된 프레임을 지시하는 정보, 및 프레임의 스킵을 하지 않는 것으로 결정된 프레임을 지시하는 정보 중, 적어도 하나를 버퍼 등의 저장 매체에 저장할 수 있다.
프레임 스킵 결정부(31)는, 부호화부(33)가 부호화 대상 픽처의 부호화 시, 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 부호화할 수 있도록, 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 부호화부(33)에 제공할 수 있다.
프레임 스킵 결정부(31)는 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 샘플링부(32)에 제공할 수 있으며, 샘플링부(32)는 상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보에 기초하여, 부호화 대상 픽처를 검출하여 부호화부(33)에 제공할 수 있다.
한편, 프레임 스킵 결정부(31)가 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 기준으로 프레임 스킵 여부를 결정하도록 구비되는 경우, 샘플링부(32)는 입력 영상의 프레임 율을 제어하여, 입력 영상의 프레임을 소정의 시간 단위로 샘플링한 프레임을 출력할 수 있다. 그리고, 샘플링부(32)는 소정의 시간 단위로 샘플링되지 않은 프레임, 또는 소정의 시간 단위로 샘플링되지 않은 프레임을 지시하는 정보를 버퍼 등의 저장 매체에 저장할 수 있다. 프레임 스킵 결정부(31)가 제공하는 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보에 대응하여, 샘플링부(32)는 소정의 시간 단위로 샘플링되지 않은 프레임을 부호화 대상 픽처로서 출력할 수 있다. 즉, 프레임 스킵 결정부(31)가 프레임의 스킵을 하지 않는 것으로 결정할 경우, 샘플링부(32)는 상기 소정의 시간 단위로 샘플링되지 않은 프레임을 부호화 대상 픽처로서 출력할 수 있다.
이와 다른 예로서, 프레임 스킵 결정부(31)가 상기 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도 등을 기준으로 프레임 스킵 여부를 결정하도록 구비되는 경우, 샘플링부(32)는 프레임 스킵 결정부(31)에 의해 프레임의 스킵을 하지 않는 것으로 결정된 프레임에 한하여 부호화 대상 픽처로서 출력할 수 있다.
참조 픽처 저장부(34)는 부호화부(33)의 필터부(337)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(331, 332)에 제공될 수 있다.
복원 영상 생성부(35)는 프레임 스킵 결정부(31)로부터 입력 영상에 포함된 프레임의 스킵을 하는 것으로 결정된 프레임을 지시하는 정보, 및 프레임의 스킵을 하지 않는 것으로 결정된 프레임을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 복원 영상 생성부(35)는 스킵된 프레임에 대응되는 복원 영상을 생성할 수 있다.
복원 영상 생성부(35)는 참조 픽처 저장부(34)에 저장된 적어도 하나의 복원 픽처를 사용하여 스킵된 프레임에 대응되는 복원 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 복원 영상 생성부(35)는 스킵된 프레임과 시간적으로 이웃한 프레임과 동일한 프레임을 복제하여 복원 영상을 생성할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 복원 영상 생성부(35)는 스킵된 프레임과 적어도 하나의 다른 프레임과의 시간적 배열을 고려하여 스킵된 프레임에 대응되는 복원 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 스킵된 프레임이 소정의 시간(t)에 배치된 프레임일 경우, 복원 영상 생성부(35)는 스킵된 프레임의 이전 시간(t-1)에 배치된 제1프레임과, 이후 시간(t+1)에 배치된 제2프레임을 보간 처리하여 복원 영상을 생성할 수 있다.
복원 영상 생성부(35)는 복원 영상을 참조 픽처 저장부(34)에 제공하고, 참조 픽처 저장부(34)는 복원 영상을 저장함으로써, 부호화부(33)가 부호화 대상 픽처를 부호화하는 과정에서 스킵된 프레임에 대응되는 복원 영상을 사용할 수 있다.
한편, 부호화부(33)는 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 부호화할 수 있으며, 특히, 상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록할 수 있다.
상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보는 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보는 입력 영상의 프레임 율 및 부호화 대상 픽처의 프레임 율을 포함할 수 있다.
상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 생략된 프레임이 시간적인 위치를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
나아가, 부호화부(33)는 부호화 대상 픽처에 대한 부호화 처리를 수행할 수 있다. 이하, 부호화 대상 픽처에 대한 부호화 처리 동작을 설명한다.
부호화부(33)는 픽쳐 분할부(330), 예측부(331, 332), 변환부(333), 양자화부(334), 역양자화부(335), 역변환부(336), 필터부(337), 재정렬부(338), 및 엔트로피 부호화부(339)를 포함할 수 있다.
도 3에 나타난 각 구성부들은 부호화부(33)에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 개시의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 개시의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 개시에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 개시는 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 개시의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 개시의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(330)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(330)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(331, 332)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(331)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(333)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(339)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(331, 332)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(331)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(331)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 참조 픽처 저장부(34)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 픽셀 이하의 픽셀 정보를 생성할 수 있다. 휘도 픽셀의 경우, 1/4 픽셀 단위로 정수 픽셀 이하의 픽셀 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 픽셀 단위로 정수 픽셀 이하의 픽셀 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 픽셀을 기초로 1/2 또는 1/4 픽셀 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(332)는 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 설정하고, 설정된 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 픽셀에 적응형 인트라 평활 필터(AISFAdaptive Intra Smoothing Filter)를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 픽셀에 적용되는 적응형 인트라 평활 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(331, 332)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(333)로 입력될 수 있다.
변환부(333)에서는 원본 블록과 예측부(331, 332)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(334)는 변환부(333)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(334)에서 산출된 값은 역양자화부(335)와 재정렬부(338)에 제공될 수 있다.
재정렬부(338)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(338)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(338)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(339)는 재정렬부(338)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(339)는 재정렬부(338) 및 예측부(331, 332)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(339)에서는 재정렬부(338)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
도 4는 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(41), 프레임 스킵 확인부(42), 복호화부(43), 참조 픽처 저장부(44), 및 복원 영상 생성부(45)를 포함할 수 있다.
본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치에서와 마찬가지로, 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치에 구비된 엔트로피 복호화부(41)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
영상 부호화 장치에서는, 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도 등을 기준으로 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있으며, 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보가 부호화되어 수록될 수 있다. 이에 대응하여, 프레임 스킵 확인부(42)는 엔트로피 복호화가 처리된 데이터로부터, 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록될 수 있으며, 프레임 스킵 확인부(42)는 시퀀스 파라미터 셋, 또는 픽처 파라미터 셋 필드에 수록된 정보로부터 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보는 입력 영상의 프레임 율과, 부호화 대상 픽처의 프레임 율을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보는 스킵이 결정된 프레임의 시간적 위치를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
이에 대응하여, 프레임 스킵 확인부(42)는 상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보를 복호화부(43), 및 복원 영상 생성부(45)에 제공할 수 있다.
상기 부호화된 데이터는 부호화 대상 픽처가 부호화된 데이터이며, 부호화 대상 픽처는 상기 입력 영상에 포함된 소정의 프레임이 생략된 영상을 포함할 수 있다. 이에 대응하여, 복호화부(43)는 부호화 대상 픽처의 복호화 시, 생략된 프레임에 포함된 픽셀의 색상 정보를 필요로한다.
따라서, 복원 영상 생성부(45)는 상기 부호화 수준에 대응하여, 생략된 프레임에 포함된 픽셀의 색상 정보를 포함하는 복원 영상을 생성하고, 이(복원 영상)를 참조 픽처 저장부(44)에 저장할 수 있다.
복원 영상 생성부(45)가 복원 영상을 생성하는 방식은 영상 부호화 장치가 복원 영상을 생성하는 방식과 동일하게 처리될 수 있다. 따라서, 상기 복원 영상을 생성하는 방식은 미리 설정되어 저장되거나, 부호화된 데이터, 즉, 상기 프레임 스킵 여부를 지시하는 정보에 포함될 수 있다.
예를 들어, 복원 영상 생성부(45)는 참조 픽처 저장부(44)에 저장된 적어도 하나의 복원 픽처를 사용하여 스킵된 프레임에 대응되는 복원 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 복원 영상 생성부(45)는 스킵된 프레임과 시간적으로 이웃한 프레임과 동일한 프레임을 복제하여 복원 영상을 생성할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 복원 영상 생성부(45)는 스킵된 프레임과 적어도 하나의 다른 프레임과의 시간적 배열을 고려하여 스킵된 프레임에 대응되는 복원 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 스킵된 프레임이 소정의 시간(t)에 배치된 프레임일 경우, 복원 영상 생성부(45)는 스킵된 프레임의 이전 시간(t-1)에 배치된 제1프레임과, 이후 시간(t+1)에 배치된 제2프레임을 보간 처리하여 복원 영상을 생성할 수 있다.
복호화부(43)는 엔트로피 복호화된 비트스트림에 대한 복호화 처리를 수행할 수 있다.
구체적으로, 복호화부(43)는 재졍렬부(430), 역양자화부(431), 역변환부(432), 예측부(433, 434), 및 필터부(435)를 포함할 수 있다.
재정렬부(42)는 엔트로피 복호화부(41)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(42)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(431)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(432)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(432)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(433, 434)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(433, 434)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행하여, 예측 블록을 생성할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 적응형 인트라 평활 필터(AISF; Adaptive Intra Smoothing Filter), 참조 픽셀 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. 적응형 인트라 평활 필터는 현재 블록의 참조 픽셀에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 적응형 인트라 평활 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 픽셀에 적응형 인트라 평활 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 적응형 인트라 평활 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, 적응형 인트라 평활 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 픽셀 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 픽셀을 보간한 픽셀값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 픽셀을 보간하여 정수값 이하의 픽셀 단위의 참조 픽셀을 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 픽셀을 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 픽셀은 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(435)로 제공될 수 있다. 필터부(435)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, 적응형 루프 필터를 포함할 수 있다.
이하, 본 개시의 제3실시예에 따른 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에 대해 설명한다.
본 개시의 제3실시예에 따른 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치는 입력 영상에 포함된 각 프레임(또는 픽처)의 공간 해상도를 제어하여 부호화 수준을 결정하고, 이에 기초하여 입력 영상을 부호화 및 복호화하는 것을 예시한다.
도 5는 본 개시의 제3실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 제3실시예에 따른 영상 부호화 장치는 해상도 변환 결정부(51), 샘플링부(52), 부호화부(53), 참조 픽처 저장부(54), 및 복원 영상 생성부(55)를 포함할 수 있다.
우선, 입력 영상은 미리 정해진 프레임 율(Frame rate)과 미리 정해진 해상도로 이루어질 수 있는데, 본 개시의 제3실시예에서 해상도 변환 결정부(51)는 입력 영상에 포함된 픽처의 공간 해상도를 제어하여 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
해상도 변환 결정부(51)는 입력 영상에 포함된 픽처의 공간 해상도 변환 여부를 결정할 수 있다. 그리고, 샘플링부(52)는 해상도 변환 결정부(51)로부터 제공되는 해상도 변환 여부를 지시하는 정보에 기초하여, 입력 영상에 포함된 픽처를 변환 없이 부호화부(53)에 제공하거나, 입력 영상에 포함된 픽처를 소정의 해상도로 변환한 픽처를 부호화부(53)에 제공할 수 있다.
나아가, 해상도 변환 결정부(51)는 상기 해상도가 변환되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 입력 영상에 포함된 픽처와 해상도가 변환된 픽처 사이의 유사도 등을 기준으로 픽처의 해상도 변환 여부를 결정할 수 있다.
우선, 해상도 변환 결정부(51)가 상기 해상도가 변환되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 기준으로 픽처의 해상도 변환 여부를 결정하는 동작을 예시한다.
샘플링부(52)는 입력 영상을 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)한 픽처를 출력할 수 있다. 이때, 샘플링부(52)는 입력 영상의 해상도와, 변환된 해상도를 지시하는 정보를 버퍼 등의 저장 매체에 저장할 수 있다.
이에 대응하여, 부호화부(53)는 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)된 픽처의 부호화를 수행할 수 있으며, 부호화 과정에서 복원된 참조 픽처, 즉, 해상도가 변환(또는 다운 샘플링)되어 부호화 및 복원된 참조 픽처(변환-다운 샘플링-된 참조 픽처)가 생성될 수 있다.
변환-다운 샘플링-된 참조 픽처는 해상도 변환 결정부(51)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 해상도 변환 결정부(51)는 상기 변환-다운 샘플링-된 참조 픽처의 품질을 확인하고, 해상도의 변환 여부를 결정하게 된다.
구체적으로, 해상도 변환 결정부(51)는 상기 변환-다운 샘플링-된 참조 픽처의 품질이 미리 정해진 임계치(예, 품질 임계치)보다 상대적으로 높은 값을 나타낼 경우 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 결정할 수 있고, 상기 변환-다운 샘플링-된 참조 픽처의 품질이 미리 정해진 임계치(예, 품질 임계치)보다 상대적으로 낮은 값을 나타낼 경우 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
다른 예로써, 해상도 변환 결정부(51)는 상기 변환-다운 샘플링-된 영상을 부호화 하여 복원한 영상의 참조 픽처와, 입력 영상을 부호화를 처리하여 복원한 참조 픽처의 품질을 비교하여, 상대적으로 높은 품질을 갖는 영상을 고려하여 해상도 변환 여부를 결정할 수 있다.
해상도 변환 결정부(51)가 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 지시하는 정보를 출력함으로써, 샘플링부(52)는 해당 픽처의 부호화가 완료된 것으로 처리하고, 다음 픽처에 대한 변환(또는 다운 샘플링) 동작을 진행한다. 반면, 해상도 변환 결정부(51)가 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 지시하는 정보를 출력할 경우, 샘플링부(52)는 입력 영상에 포함된 픽처를 변환 없이 그대로 출력하여 부호화부(53)에 제공한다.
다른 예로서, 해상도 변환 결정부(51)가 입력 영상의 픽처와 해상도를 변환한 픽처 사이의 유사도를 기준으로 픽처의 해상도 변환 여부를 결정하는 동작을 예시한다.
샘플링부(52)는 입력 영상을 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)한 픽처를 해상도 변환 결정부(51)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 해상도 변환 결정부(51)는 입력 영상의 픽처와 해상도를 변환한 픽처 사이의 유사도를 산출할 수 있다. 해상도 변환 결정부(51)는 산출한 유사도가 미리 정해진 임계치(예, 유사도 임계치)보다 상대적으로 높은 값을 나타낼 경우, 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 결정할 수 있고, 상기 유사도가 미리 정해진 임계치(예, 유사도 임계치)보다 상대적으로 낮은 값을 나타낼 경우 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
해상도 변환 결정부(51)가 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 지시하는 정보를 출력함으로써, 샘플링부(52)는 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)된 픽처를 부호화부(53)에 제공한다. 그리고, 부호화부(53)는 해상도가 변환(또는 다운 샘플링)된 픽처를 부호화 대상 픽처로서 부호화 처리를 진행한다.
반면, 해상도 변환 결정부(51)가 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 지시하는 정보를 출력할 경우, 샘플링부(52)는 입력 영상에 포함된 픽처를 변환 없이 그대로 출력하여 부호화부(53)에 제공하고, 부호화부(53)는 입력 영상에 포함된 픽처를 부호화 대상 픽처로서 부호화 처리를 진행한다.
한편, 부호화부(53)는 부호화 대상 픽처로서, 해상도가 변환된 픽처를 입력받거나, 해상도가 변환되지 않은 픽처를 입력받을 수 있으므로, 부호화를 처리하는 과정에서 서로 다른 해상도의 참조 픽처가 참조 픽처 저장부(54)에 저장될 수 있다. 부호화부(53)가 부호화를 진행하는 과정에서 사용하는 참조 픽처의 해상도가 다르게 나타날 수 있으므로, 부호화 대상 픽처와 참조 픽처의 해상도를 일치시킬 필요가 있다.
부호화부(53)는 부호화 대상 픽처와 참조 픽처의 해상도가 서로 다를 경우, 복원 영상 생성부(55)로 부호화 대상 픽처의 해상도에 맞는 복원 영상을 요청할 수 있다. 이에 따라, 복원 영상 생성부(55)는 참조 픽처 저장부(54)에 저장된 참조 픽처의 해상도를 변환(예, 업 샘플링 또는 다운 샘플링)하여 복원 영상을 생성하고, 이를 참조 픽처 저장부(54)에 저장할 수 있다.
한편, 부호화부(3)는 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 부호화할 수 있으며, 특히, 상기 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록할 수 있다.
상기 해상도 변환 여부를 지시하는 정보는 입력 영상의 해상도 및 부호화 대상 픽처의 해상도를 포함할 수 있다.
부호화부(53)는 부호화 대상 픽처에 대한 부호화 처리를 수행할 수 있다. 본 개시의 제3실시예에 구비된 부호화부(53)는 전술한 부호화 대상 픽처와 참조 픽처의 해상도를 일치시키는 동작을 제외하고, 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화장치에 구비된 부호화부(33)와 동일한 동작을 처리할 수 있다. 따라서, 본 개시의 제3실시예에 구비된 부호화부(53)의 구체적인 동작은 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화장치에 구비된 부호화부(33)의 동작을 참조한다.
도 6은 본 개시의 제3실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 제3실시예에 따른 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(61), 해상도 변환 확인부(62), 복호화부(63), 참조 픽처 저장부(64), 및 복원 영상 생성부(65)를 포함할 수 있다.
본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치에서와 마찬가지로, 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치에 구비된 엔트로피 복호화부(61)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
영상 부호화 장치에서는, 해상도 변환 여부를 지시하는 정보가 부호화되어 수록될 수 있다. 이에 대응하여, 프레임 스킵 확인부(42)는 엔트로피 복호화가 처리된 데이터로부터, 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
해상도 변환 여부를 지시하는 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록될 수 있으며, 해상도 변환 확인부(62)는 시퀀스 파라미터 셋, 또는 픽처 파라미터 셋 필드에 수록된 정보로부터 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
해상도 변환 여부를 지시하는 정보는 입력 영상의 해상도 및 부호화 대상 픽처의 해상도를 포함할 수 있다.
해상도 변환 확인부(62)는 상기 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 복호화부(63), 및 복원 영상 생성부(65)에 제공할 수 있다.
이에 대응하여, 복호화부(63)는 엔트로피 복호화된 비트스트림에 대한 복호화 처리를 수행할 수 있으며, 복호화처리 과정에서 참조 픽처 저장부(64)에 저장된 참조 픽처를 사용할 수 있다.
상기 부호화된 데이터는 부호화 대상 픽처가 부호화된 데이터이며, 부호화 대상 픽처는 상기 입력 영상에 포함된 픽처 또는 소정의 해상도로 변환된 픽처를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상에 포함된 픽처 또는 소정의 해상도로 변환된 픽처는 서로 다른 해상도를 가질 수 있다. 이에 따라,
참조 픽처 저장부(64)에 저장된 참조 픽처 역시 서로 다른 해상도를 가질 수 있으므로, 복호화처리 과정에서 요구되는 해상도의 참조 픽처가 참조 픽처 저장부(64)에 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 복호화부(63)는 필요에 따라 복원 영상 생성부(65)로 복원 영상의 생성을 요청할 수 있다.
복원 영상 생성부(65)는 복호화부(63)로부터 요청되는 해상도의 복원 영상을 생성하고, 이(복원 영상)를 참조 픽처 저장부(64)에 저장할 수 있다.
복원 영상 생성부(65)가 복원 영상을 생성하는 방식은 영상 부호화 장치가 복원 영상을 생성하는 방식과 동일하게 처리될 수 있다. 따라서, 상기 복원 영상을 생성하는 방식은 미리 설정되어 저장되거나, 부호화된 데이터, 즉, 상기 해상도 변환 여부를 지시하는 정보에 포함될 수 있다.
예를 들어, 복원 영상 생성부(65)는 참조 픽처 저장부(44)에 저장된 적어도 하나의 복원 픽처를 업 샘플링 또는 다운 샘플링 처리하여 복원 영상을 생성할 수 있다.
한편, 복호화부(63)는 엔트로피 복호화된 비트스트림에 대한 복호화 처리를 수행할 수 있다.
본 개시의 제3실시예에 구비된 복호화부(63)는 전술한 부호화 대상 픽처와 참조 픽처의 해상도를 일치시키는 동작을 제외하고, 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 복호화장치에 구비된 복호화부(43)와 동일한 동작을 처리할 수 있다. 따라서, 본 개시의 제3실시예에 구비된 복호화부(63)의 구체적인 동작은 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 복호화장치에 구비된 복호화부(43)의 동작을 참조한다.
이하, 본 개시의 제4실시예에 따른 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에 대해 설명한다.
본 개시의 제4실시예에 따른 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치는 입력 영상에 포함된 각 프레임(또는 픽처)의 공간 해상도를 제어하여 부호화 수준을 결정하고, 이에 기초하여 입력 영상을 부호화 및 복호화하는 것을 예시한다.
도 7은 본 개시의 제4실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 개시의 제4실시예에 따른 영상 부호화 장치는 해상도 변환 결정부(71), 제1부호화부(72), 제1 참조 픽처 저장부(73), 다운 샘플러(74), 샘플링부(75), 제2부호화부(76), 제2 참조 픽처 저장부(77), 업 샘플러(78)를 포함할 수 있다.
우선, 입력 영상은 미리 정해진 프레임 율(Frame rate)과 미리 정해진 해상도로 이루어질 수 있는데, 본 개시의 제4실시예에서 해상도 변환 결정부(71)는 입력 영상에 포함된 픽처의 공간 해상도를 제어하여 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
해상도 변환 결정부(71)는 입력 영상에 포함된 픽처의 공간 해상도 변환 여부를 결정할 수 있다.
샘플링부(75)는 해상도 변환 결정부(71)로부터 제공되는 해상도 변환 여부를 지시하는 정보에 기초하여, 공간 해상도의 변환이 결정된 픽처에 대해서 미리 정해진 소정의 해상도로 변환하여 제2부호화부(76)에 제공할 수 있다.
나아가, 해상도 변환 결정부(71)는 상기 해상도가 변환되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 입력 영상에 포함된 픽처와 해상도가 변환된 픽처 사이의 유사도 등을 기준으로 픽처의 해상도 변환 여부를 결정할 수 있다.
우선, 해상도 변환 결정부(71)가 상기 해상도가 변환되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 기준으로 픽처의 해상도 변환 여부를 결정하는 동작을 예시한다.
샘플링부(75)는 입력 영상을 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)한 픽처를 출력할 수 있다. 이에 대응하여, 제2부호화부(76)는 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)된 픽처의 부호화를 수행할 수 있으며, 부호화 과정에서 복원된 참조 픽처, 즉, 해상도가 변환(또는 다운 샘플링)되어 부호화 및 복원된 참조 픽처(변환-다운 샘플링-된 참조 픽처)가 생성될 수 있다.
변환-다운 샘플링-된 참조 픽처는 제2 참조 픽처 저장부(77)에 저장될 수 있다. 그리고, 변환-다운 샘플링-된 참조 픽처는 업 샘플러(78)를 통해 입력 영상의 해상도를 갖는 픽처로 복원될 수 있다. 이렇게 복원된 픽처, 즉 제1복원 픽처는 제1 참조 픽처 저장부(73)에 저장될 수 있다. 그리고, 제1복원 픽처는 해상도 변환 결정부(71)에 제공될 수 있다.
해상도 변환 결정부(71)는 상기 제1복원 픽처의 품질을 확인하고, 해상도의 변환 여부를 결정하게 된다.
구체적으로, 해상도 변환 결정부(71)는 상기 제1복원 픽처의 품질이 미리 정해진 임계치(예, 품질 임계치)보다 상대적으로 높은 값을 나타낼 경우 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 결정할 수 있고, 상기 제1복원 픽처의 품질이 미리 정해진 임계치(예, 품질 임계치)보다 상대적으로 낮은 값을 나타낼 경우 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
다른 예로써, 해상도 변환 결정부(71)는 상기 제1복원 픽처의 품질과 상기 제2복원 픽처의 품질을 비교하여, 해상도의 변환 여부를 결정할 수도 있다.
해상도 변환 결정부(71)가 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 결정할 경우, 해당 픽처의 부호화가 완료된 것으로 처리하고, 다음 픽처에 대한 변환(또는 다운 샘플링) 동작을 진행한다.
이에 따라, 제2부호화부(76)를 통해 부호화된 데이터를 해당 픽처의 부호화 데이터로 출력할 수 있다.
반면, 해상도 변환 결정부(71)가 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 결정할 경우, 해상도 변환 결정부(71)는 입력 영상에 포함된 픽처를 변환 없이 그대로 출력하여 제1부호화부(72)에 제공한다.
제1부호화부(72)는 입력 영상에 포함된 픽처에 대한 부호화를 처리할 수 있다. 부호화 과정에서 복원된 참조 픽처(워 해상도의 참조 픽처)가 생성될 수 있으며, 이는 제1 참조 픽처 저장부(73)에 저장될 수 있다.
이에 따라, 제1부호화부(72)를 통해 부호화된 데이터를 해당 픽처의 부호화 데이터로 출력할 수 있다.
다른 예로서, 해상도 변환 결정부(71)가 입력 영상의 픽처와 해상도를 변환한 픽처 사이의 유사도를 기준으로 픽처의 해상도 변환 여부를 결정하는 동작을 예시한다.
샘플링부(71)는 입력 영상을 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)한 픽처를 해상도 변환 결정부(71)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 해상도 변환 결정부(51)는 입력 영상의 픽처와 해상도를 변환한 픽처 사이의 유사도를 산출할 수 있다. 해상도 변환 결정부(71)는 산출한 유사도가 미리 정해진 임계치(예, 유사도 임계치)보다 상대적으로 높은 값을 나타낼 경우, 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 결정할 수 있고, 상기 유사도가 미리 정해진 임계치(예, 유사도 임계치)보다 상대적으로 낮은 값을 나타낼 경우 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
해상도 변환 결정부(51)가 해당 픽처의 해상도를 변환하는 것으로 결정할 경우, 해당 픽처를 샘플링부(75)로 제공하고, 샘플링부(75)는 소정의 해상도로 변환(또는 다운 샘플링)된 픽처를 제2부호화부(76)에 제공한다. 그리고, 제2부호화부(76)는 해상도가 변환(또는 다운 샘플링)된 픽처에 대한 부호화 처리를 진행한다.
제2부호화부(76)가 해상도가 변환(또는 다운 샘플링)된 픽처를 부호화하면서 생성된 참조 픽처는 제2 참조 픽처 저장부(77)에 저장될 수 있다. 이때, 제2 참조 픽처 저장부(77)에 저장되는 참조 픽처는 소정의 제2해상도를 갖을 수 있다.
반면, 해상도 변환 결정부(71)가 해당 픽처의 해상도를 변환하지 않는 것으로 결정할 경우, 입력 영상에 포함된 픽처를 제1부호화부(72)에 제공하고, 제1부호화부(72)는 입력 영상에 포함된 픽처의 부호화를 진행한다.
제1부호화부(72)가 입력 영상에 포함된 픽처를 부호화하면서 생성된 참조 픽처는 제1 참조 픽처 저장부(73)에 저장될 수 있다. 이때, 제1 참조 픽처 저장부(73)에 저장되는 참조 픽처는 소정의 제1해상도를 갖을 수 있다.
한편, 입력 영상에 포함된 픽처는 모두 동일한 해상도로 부호화되지 않고, 해상도 변환 결정부(71)의 결정에 따라, 입력 영상에 포함된 일부 픽처는 제1부호화부(72)를 통해 부호화되고, 입력 영상에 포함된 다른 픽처는 제2부호화부(76)를 통해 부호될 수 있다.
따라서, 제1부호화부(72)가 부호화를 진행하는 과정에서 제1 참조 픽처 저장부(73)에 참조 픽처가 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 제1부호화부(72)는 제2 참조 픽처 저장부(77)로 해당 픽처를 요청하고, 해당 픽처는 업 샘플러(78)를 통해 제1 참조 픽처 저장부(73)에 저장될 수 있다.
마찬가지로, 제2부호화부(76)가 부호화를 진행하는 과정에서 제2 참조 픽처 저장부(77)에 참조 픽처가 존재하지 않을 수 있으며, 이 경우, 제2부호화부(76)는 제1 참조 픽처 저장부(73)로 해당 픽처를 요청하고, 해당 픽처는 다운 샘플러(74)를 통해 제2 참조 픽처 저장부(77)에 저장될 수 있다.
한편, 제1부호화부(72) 및 제2부호화부(76)는 해상도 변환 결정부(71)로부터 제공받은 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 부호화할 수 있으며, 특히, 상기 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록할 수 있다.
상기 해상도 변환 여부를 지시하는 정보는 입력 영상의 해상도 및 부호화 대상 픽처의 해상도를 포함할 수 있다.
제1부호화부(72) 및 제2부호화부(76)는 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화장치에 구비된 부호화부(33)와 동일한 동작을 처리할 수 있다. 따라서, 본 개시의 제4실시예에 구비된 제1부호화부(72) 및 제2부호화부(76)의 구체적인 동작은 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 부호화장치에 구비된 부호화부(33)의 동작을 참조한다.
도 8은 본 개시의 제4실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 개시의 제4실시예에 따른 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(81), 해상도 변환 확인부(82), 제1복호화부(83), 제1참조 픽처 저장부(84), 다운 샘플러(85), 제2복호화부(86), 제2참조 픽처 저장부(87), 업 샘플러(88)를 포함할 수 있다.
본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치에서와 마찬가지로, 본 개시의 제1실시예에 따른 영상 복호화 장치에 구비된 엔트로피 복호화부(81)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
영상 부호화 장치에서는, 해상도 변환 여부를 지시하는 정보가 부호화되어 수록될 수 있다. 이에 대응하여, 해상도 변환 확인부(82)는 엔트로피 복호화가 처리된 데이터로부터, 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
해상도 변환 여부를 지시하는 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록될 수 있으며, 해상도 변환 확인부(82)는 시퀀스 파라미터 셋, 또는 픽처 파라미터 셋 필드에 수록된 정보로부터 해상도 변환 여부를 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
해상도 변환 여부를 지시하는 정보는 입력 영상의 해상도 및 부호화 대상 픽처의 해상도를 포함할 수 있다.
해상도 변환 확인부(82)는 상기 해상도 변환 여부를 지시하는 정보에 기초하여 엔트로피 복호화된 비트스트림을 제1복호화부(82) 또는 제2복호화부(86)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 해상도 변환 확인부(82)는 해상도 변환 여부를 지시하는 정보가 해상도 변환이 이루어 지지 않은 픽처임을 지시할 경우, 해당 데이터를 제1복호화부(82)로 제공하고, 해상도 변환 여부를 지시하는 정보가 소정의 해상도로 변환된 픽처임을 지시할 경우 해당 데이터를 제2복호화부(86)로 제공할 수 있다.
이에 대응하여, 제1복호화부(82) 및 제2복호화부(86)는 엔트로피 복호화된 비트스트림에 대한 복호화 처리를 수행할 수 있으며, 복호화처리 과정에서 제1참조 픽처 저장부(84) 또는 제2참조 픽처 저장부(87)에 저장된 참조 픽처를 사용할 수 있다.
한편, 상기 부호화된 데이터는 모두 동일한 해상도로 부호화되지 않고, 서로 다른 해상도를 갖는 픽처가 부호화된 데이터를 포함할 수 있다.
따라서, 제1복호화부(83)가 복호화를 진행하는 과정에서 제1 참조 픽처 저장부(84)에 참조 픽처가 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 제1복호화부(84)는 제2 참조 픽처 저장부(87)로 해당 픽처를 요청하고, 해당 픽처는 업 샘플러(88)를 통해 제1 참조 픽처 저장부(84)에 저장될 수 있다.
마찬가지로, 제2복호화부(86)가 부호화를 진행하는 과정에서 제2 참조 픽처 저장부(87)에 참조 픽처가 존재하지 않을 수 있으며, 이 경우, 제2복호화부(86)는 제1 참조 픽처 저장부(84)로 해당 픽처를 요청하고, 해당 픽처는 다운 샘플러(85)를 통해 제2 참조 픽처 저장부(87)에 저장될 수 있다.
한편, 제1복호화부(82) 및 제2복호화부(86)는 엔트로피 복호화된 비트스트림에 대한 복호화 처리를 수행할 수 있다.
본 개시의 제4실시예에 구비된 제1복호화부(82) 및 제2복호화부(86)는 전술한 부호화 대상 픽처와 참조 픽처의 해상도를 일치시키는 동작을 제외하고, 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 복호화장치에 구비된 복호화부(43)와 동일한 동작을 처리할 수 있다. 따라서, 본 개시의 제4실시예에 구비된 제1복호화부(82) 및 제2복호화부(86)의 구체적인 동작은 본 개시의 제2실시예에 따른 영상 복호화장치에 구비된 복호화부(43)의 동작을 참조한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
영상 부호화 방법은 전술한 영상 부호화 장치 등에 의해 수행될 수 있다.
우선, 입력 영상은 미리 정해진 프레임 율(Frame rate)과 미리 정해진 해상도로 이루어질 수 있는데, S901 단계에서는 입력 영상의 프레임 율 또는 해상도를 제어하여 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
예를 들어, 영상 부호화 장치는 입력 영상에서 시간적으로 연속되는 복수의 프레임 중 적어도 하나의 생략 여부를 결정하거나, 입력 영상의 프레임 내에서 미리 정해진 거리단위마다 위치된 픽셀의 생략 여부를 결정할 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도, 상기 입력 영상의 해상도를 낮추어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 상기 입력 영상의 해상도를 낮춘(다운 샘플링된) 영상과 입력 영상 사이의 유사도 등을 기준으로 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
부호화 수준 결정부(11)는 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 입력 영상에 포함된 프레임들 사이의 유사도, 상기 입력 영상의 해상도를 낮추어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질, 상기 입력 영상의 해상도를 낮춘(다운 샘플링된) 영상과 입력 영상 사이의 유사도 등을 기준으로 입력 영상의 부호화 수준을 결정할 수 있다.
예를 들어, 부호화 수준 결정부(11)는 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 미리 정해진 임계값(품질 임계값)과 비교하거나, 상기 입력 영상의 해상도를 낮추어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 미리 정해진 임계값(품질 임계값)과 비교하여 부호화 수준을 결정할 수 있다.
또한, 다른 예로서, 부호화 수준 결정부(11)는 상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질과, 상기 입력 영상을 부호화한 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 서로 비교하여 상대적으로 높은 품질을 갖는 영상을 고려하여 부호화 수준을 결정할 수 있다.
마찬가지로, 부호화 수준 결정부(11)는 상기 입력 영상의 해상도를 낮추어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질과, 상기 입력 영상을 부호화한 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 서로 비교하여 상대적으로 높은 품질을 갖는 영상을 고려하여 부호화 수준을 결정할 수 있다.
S902 단계에서, 영상 부호화 장치는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보에 기초하여, 부호화 대상 픽처를 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 시간적으로 연속되는 복수의 프레임 중 적어도 하나의 생략 여부를 지시하는 정보를 포함할 경우, 영상 부호화 장치는 생략된 프레임을 제외한 나머지 프레임들을 부호화 대상 픽처으로 검출하여 제공할 수 있다. 또한, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상의 해상도를 미리 정해진 단위로 변경한 정보를 포함할 경우, 영상 부호화 장치는 입력 영상을 상기 미리 정해진 단위로 다운 샘플링한 영상을 부호화 대상 픽처으로 검출하여 제공할 수 있다.
S903 단계에서, 영상 부호화 장치는 부호화 대상 픽처에 대한 부호화 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 부호화 대상 픽처를 적어도 하나의 처리 단위(예, 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU))로 분할하고, 처리 단위의 영상을 인터 예측, 인트라 예측, 변환(Transform), 양자화, 재정렬, 엔트로피 부호화, 등의 동작을 수행할 수 있다.
또한, 영상 부호화 장치는 역양자화, 역변환, 필터링 등의 동작을 수행하여 참조 픽처를 구성하고, 이(참조 픽처)를 픽처 버퍼 등에 저장할 수 있으며, 부호화 대상 픽처를 부호화 처리시, 필요에 따라 참조 픽처를 사용할 수 있다.
부호화 대상 픽처는 상기 입력 영상에 포함된 소정의 프레임이 생략되거나, 상기 입력 영상의 프레임이 미리 정해진 해상도로 다운 샘플링된 영상을 포함할 수 있다. 그리고, 영상 부호화 장치가 부호화 대상 픽처의 부호화 시, 생략된 프레임 또는 다운 샘플링되어 존재하지 않는 영역의 픽셀의 색상 정보가 요구될 수 있다. 따라서, 영상 부호화 장치는 생략된 프레임 또는 다운 샘플링되어 존재하지 않는 영역의 픽셀의 색상 정보를 포함하는 복원 영상을 생성하고, 이(복원 영상)를 픽처 버퍼에 저장할 수 있다(S905).
예를 들어, 영상 부호화 장치는 생략된 프레임과 시간적으로 이웃하며 이전에 부호화된 부호화 대상 픽처를 복제한 영상, 생략된 프레임과 시간적으로 이웃한 적어도 두 개의 부호화 대상 픽처를 시간적 관계를 고려하여 복제한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 다운 샘플링한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 업 샘플링한 영상 등을 복원 영상으로 생성할 수 있다.
복원 영상을 생성하는 동작은 픽처 버퍼에 저장된 참조 픽처에, 부호화에 요구되는 참조 픽처가 존재하지 않을 경우 선택적으로 진행될 수 있다(S904).
한편, 영상 부호화 장치는 S903단계에서 부호화 수준을 지시하는 정보를 부호화할 수 있는데, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보를 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 프레임의 생략 여부를 지시하는지를 포함할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는지를 포함할 수 있다.
또는, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 프레임의 생략 여부, 또는 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부를 지시하는 경우, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
상기 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보는 입력 영상의 프레임 율 및 부호화 대상 픽처의 프레임 율을 포함할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는 경우, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 변경된 해상도를 복원할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
상기 변경된 해상도를 복원할 수 있는 정보는 입력 영상의 해상도 정보 및 부호화 대상 픽처의 해상도 정보를 포함할 수 있다.
이와 같은, S901 내지 S905 단계는 입력 영상에 포함된 모든 픽처의 부호화가 완료될 때까지 반복적으로 진행될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다. 도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 순서를 도시하는 흐름도이다.
우선, S1001단계에서 영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
S1002 단계에서, 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화가 처리된 데이터로부터, 부호화 수준을 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록될 수 있으며, 영상 복호화 장치는 시퀀스 파라미터 셋, 또는 픽처 파라미터 셋 필드에 수록된 정보로부터 상기 부호화 수준을 지시하는 정보를 확인할 수 있다.
영상 복호화 장치는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부를 지시하는지를 확인할 수 있다.
또는, 영상 복호화 장치는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는지를 확인할 수 있다.
또는, 영상 복호화 장치는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부, 또는 영상 해상도의 변경 여부를 지시하는지를 확인할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 프레임의 생략 여부를 지시함에 따라, 영상 복호화 장치는 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보를 더 확인할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 생략된 프레임을 예측할 수 있는 정보로서 입력 영상의 프레임 율 및 부호화 대상 픽처의 프레임 율을 확인할 수 있다.
상기 부호화 수준을 지시하는 정보가 영상 해상도의 변경 여부를 지시함에 따라, 영상 복호화 장치는 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 변경된 해상도를 복원할 수 있는 정보를 확인할 수 있다.
영상 복호화 장치는 입력 영상의 해상도 정보 및 부호화 대상 픽처의 해상도 정보를 확인할 수 있다.
다음으로, S1003 단계에서, 영상 복호화 장치는 상기 부호화된 데이터를 복호화 할 수 있다.
상기 부호화된 데이터는 부호화 대상 픽처가 부호화된 데이터이며, 부호화 대상 픽처는 상기 입력 영상에 포함된 소정의 프레임이 생략되거나, 상기 입력 영상의 프레임이 미리 정해진 해상도로 다운 샘플링된 영상을 포함할 수 있다.
따라서, 영상 복호화 장치는 상기 부호화 수준에 대응하여, 생략된 프레임 또는 다운 샘플링되어 존재하지 않는 영역의 픽셀의 색상 정보를 포함하는 복원 영상을 생성할 수 있다.
예를 들어, 영상 복호화 장치는 생략된 프레임과 시간적으로 이웃하며 이전에 부호화된 부호화 대상 픽처를 복제한 영상, 생략된 프레임과 시간적으로 이웃한 적어도 두 개의 부호화 대상 픽처를 시간적 관계를 고려하여 복제한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 다운 샘플링한 영상, 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 업 샘플링한 영상 등을 복원 영상으로 생성할 수 있다.
영상 복호화 장치가 복원 영상을 생성하는 방식은 영상 부호화 장치가 복원 영상을 생성하는 방식과 동일하게 처리될 수 있다. 따라서, 상기 복원 영상을 생성하는 방식은 미리 설정되어 저장되거나, 부호화된 데이터, 예를 들어 상기 부호화 수준을 지시하는 정보에 포함될 수 있다.
전술한 S1001 내지 S1003 단계는 부호화된 데이터의 모든 복호화 처리가 완료될 때까지 반복적으로 진행될 수 있다(S1004).
프레임 스킵 발생시 한 프레임을 부호화하기 위해 필요한 데이터량은 프레임 스킵을 알려주기 위한 1비트와 프레임 복원을 위한 추가 정보 수 비트로 충분하므로 비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
마찬가지로 가로/세로 각각 2배씩 다운샘플링되는 공간해상도 변환이 적용된다면, 원본 데이터량이 1/4로 줄어들기 때문에 최종적으로 생성되는 압축 비트스트림의 크기를 더욱 적게 할 수 있다.
최종적으로 두 기법을 비디오 부복호화기에 동시에 적용하여 비디오 데이터의 압축율을 높일 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (20)

  1. 입력 영상을 부호화하는 장치에 있어서,
    입력 영상의 부호화 수준을 결정하는 부호화 수준 결정부와,
    상기 부호화 수준 결정부에서 결정된 수준에 대응되는 부호화 대상 픽처를 출력하는 샘플링부와,
    상기 샘플링부에서 출력되는 부호화 대상 픽처를 부호화하는 부호화부와,
    적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 참조 픽처 저장부와,
    상기 부호화 수준 결정부에서 결정된 수준에 대응하여 상기 입력 영상에 대 응되는 복원 영상을 생성하는 복원 영상 생성부를 포함하고,
    상기 부호화 수준 결정부는,
    상기 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 프레임의 생략 여부를 결정하는 프 레임 스킵 결정부 를 포함하며,
    상기 프레임 스킵 결정부는,
    상기 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 프레임 사이의 유사도를 확인하고,
    상기 적어도 하나의 프레임 사이의 유사도 기반으로 상기 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 프레임의 부호화 생략 여부를 결정하되,
    상기 복원 영상 생성부는 상기 프레임 스킵 결정부에 의해 생략된 프레임을 복원한 복원 영상을 생성하여 상기 참조 픽처 저장부에 저장함에 의해, 상기 부호화부에서 생략되지 않은 프레임의 부호화시에 활용되도록 하며,
    상기 부호화부는 상기 부호화 수준 결정부에서 결정된 입력 영상의 부호화 수준을 지시하는 정보를 함께 부호화하고, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 상기 생략된 프레임을 복원하는 데 활용되는, 영상 부호화 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 스킵 결정부는,
    상기 입력 영상에 포함된 프레임이 생략되어 부호화된 데이터로부터 복원된 영상의 품질을 더 고려하여 상기 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 프레임의 생략 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복원 영상 생성부는,
    상기 생략된 프레임과 시간적으로 인접한 프레임들을 보간 처리하여 상기 복원 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부호화 수준 결정부는,
    상기 입력 영상의 공간적 해상도의 변환을 결정하는 해상도 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 샘플링부는,
    상기 입력 영상을 미리 정해진 해상도로 다운 샘플링한 부호화 대상 픽처를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부호화부는,
    입력 영상에 대응되는 제1부호화 대상 픽처를 부호화하는 제1부호화부와,
    상기 입력 영상을 미리 정해진 해상도로 다운 샘플링한 제2부호화 대상 픽처를 부호화하는 제2부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 참조 픽처 저장부는,
    제1부호화 대상 픽처의 부호화하는 과정에서 생성된 제1참조 픽처를 저장하는 제1참조 픽처 저장부와,
    제2부호화 대상 픽처의 부호화하는 과정에서 생성된 제2참조 픽처를 저장하는 제2참조 픽처 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복원 영상 생성부는,
    상기 제1참조 픽처를 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 다운샘플링하는 다운 샘플링 처리부와,
    상기 제2참조 픽처를 상기 미리 정해진 해상도를 고려하여 상기 입력 영상의 해상도로 업 샘플링하는 업 샘플링 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 부호화부는,
    상기 입력 영상의 부호화 수준을 지시하는 정보를 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 부호화부는,
    상기 입력 영상의 부호화 수준을 지시하는 정보는 시퀀스 파라미터 셋, 및 픽처 파라미터 셋 필드에 수록되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  12. 부호화된 영상 데이터를 복호화하는 장치에 있어서,
    비트스트림을 부호화된 영상 데이터로 복원하는 엔트로피 복호화부와,
    부호화된 영상 데이터의 부호화 수준을 확인하는 부호화 수준 확인부와,
    상기 부호화 수준 확인부에서 결정된 수준에 대응되는 부호화된 데이터를 출력하는 샘플링부와,
    상기 샘플링부에서 출력되는 부호화된 데이터를 복호화하는 복호화부와,
    적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 참조 픽처 저장부와,
    상기 부호화 수준 확인부에서 확인된 수준에 대응하여 출력 영상에 포함되는 복원 영상을 생성하는 복원 영상 생성부를 포함하고,
    상기 부호화 수준은, 적어도 하나의 프레임의 생략 여부를 포함하고,
    상기 복원 영상 생성부는 상기 부호화 수준 확인부에서 확인된 생략된 프레임 정보 및 상기 참조 픽처 저장부에 저장된 적어도 하나 이상의 참조 픽처를 활용하여, 생략된 프레임을 복원한 상기 복원 영상을 생성하는, 영상 복호화 장치.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 복원 영상 생성부는,
    상기 생략된 프레임과 시간적으로 인접한 프레임들을 보간 처리하여 상기 복원 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서, 상기 샘플링부는,
    미리 정해진 해상도로 다운 샘플링되어 부호화된 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복호화부는,
    출력 영상에 대응되는 제1복호화 대상 영상을 복호화하는 제1복호화부와,
    상기 미리 정해진 해상도로 다운 샘플링되어 부호화된 제2복호화 대상 영상을 복호화하는 제2복호화부와,
    상기 제1복호화 대상 영상의 복호화하는 과정에서 생성된 제1참조 픽처를 저장하는 제1참조 픽처 저장부와,
    제2복호화 대상 영상의 복호화하는 과정에서 생성된 제2참조 픽처를 저장하는 제2참조 픽처 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 복원 영상 생성부는,
    상기 제1참조 픽처를 상기 미리 정해진 해상도를 반영하여 다운샘플링하는 다운 샘플링 처리부와,
    상기 제2참조 픽처를 상기 미리 정해진 해상도를 고려하여 입력 영상의 해상도로 업 샘플링하는 업 샘플링 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  19. 입력 영상을 부호화하는 방법에 있어서,
    입력 영상의 부호화 수준을 결정하는 과정과,
    결정된 상기 부호화 수준에 대응되는 부호화 대상 픽처를 출력하는 과정과,
    상기 부호화 대상 픽처를 부호화하는 과정과,
    상기 부호화 과정에서 생성 또는 복원된 적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 과정과,
    상기 부호화 수준에 대응하여 상기 입력 영상에 대응되는 복원 영상을 생성하는 과정을 포함하고,
    상기 부호화 수준을 결정하는 과정은,
    상기 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 프레임의 생략 여부를 결정하는 과정을 포함하며,
    상기 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 프레임 사이의 유사도를 확인하고, 상기 적어도 하나의 프레임 사이의 유사도를 기반으로 상기 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 프레임의 부호화 생략 여부를 결정하되,
    상기 복원 영상을 생성하는 과정은 상기 생략된 프레임을 복원한 복원 영상을 생성하여 상기 참조 픽처로 저장함에 의해 생략되지 않은 프레임의 부호화시에 활용되도록 하며,
    상기 부호화하는 과정은 상기 결정된 입력 영상의 부호화 수준을 지시하는 정보를 함께 부호화하고, 상기 부호화 수준을 지시하는 정보는 상기 생략된 프레임을 복원하는 데 활용되는, 영상 부호화 방법.
  20. 부호화된 영상 데이터를 복호화하는 방법에 있어서,
    부호화된 영상 데이터의 부호화 수준을 확인하는 과정과,
    결정된 상기 부호화 수준에 대응되는 부호화된 데이터를 출력하는 과정과,
    출력되는 상기 부호화된 데이터를 복호화하는 과정과,
    상기 복호화 과정에서 생성 또는 복원된 적어도 하나의 참조 픽처를 저장하는 과정과,
    상기 부호화 수준을 확인하는 과정에서 확인된 수준에 대응하여 출력 영상에 포함되는 복원 영상을 생성하는 과정을 포함하고,
    상기 부호화 수준은,
    적어도 하나의 프레임의 생략 여부 를 포함하고,
    상기 복원 영상을 생성하는 과정은 상기 부호화 수준을 확인하는 과정에서 확인된 생략된 프레임 정보 및 상기 저장된 적어도 하나 이상의 참조 픽처를 활용하여, 생략된 프레임을 복원한 상기 복원 영상을 생성하는, 영상 복호화 방법.
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