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WO2014007518A1 - 블록크기에 따라 인터 예측의 참조픽처리스트를 결정하는 비디오 부호화 방법과 그 장치, 비디오 복호화 방법과 그 장치 - Google Patents

블록크기에 따라 인터 예측의 참조픽처리스트를 결정하는 비디오 부호화 방법과 그 장치, 비디오 복호화 방법과 그 장치 Download PDF

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WO2014007518A1
WO2014007518A1 PCT/KR2013/005862 KR2013005862W WO2014007518A1 WO 2014007518 A1 WO2014007518 A1 WO 2014007518A1 KR 2013005862 W KR2013005862 W KR 2013005862W WO 2014007518 A1 WO2014007518 A1 WO 2014007518A1
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WO
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prediction
unit
list
current
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Prior art date
Application number
PCT/KR2013/005862
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Inventor
김찬열
이태미
알쉬나엘레나
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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Publication date
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Priority to SG11201408721RA priority patent/SG11201408721RA/en
Priority to CA2878206A priority patent/CA2878206C/en
Priority to RU2015103074A priority patent/RU2608354C2/ru
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Priority to EP13813479.6A priority patent/EP2887650A4/en
Priority to AU2013285746A priority patent/AU2013285746B2/en
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    • H04N19/573—Motion compensation with multiple frame prediction using two or more reference frames in a given prediction direction
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • the present invention relates to video encoding and decoding with inter prediction.
  • video codec for efficiently encoding or decoding high resolution or high definition video content.
  • video is encoded according to a limited encoding method based on a macroblock of a predetermined size.
  • the video codec reduces the amount of data by using a prediction technique by using a feature that images of a video are highly correlated with each other temporally or spatially.
  • image information is recorded using a temporal or spatial distance between the images, a prediction error, and the like.
  • the present invention proposes a method for determining a reference pick processing text for inter prediction and an inter prediction method accordingly.
  • the present invention proposes a video encoding method for efficiently encoding and transmitting reference picture processing information, and a video decoding method for receiving and reading reference picture processing information.
  • the motion prediction method determines an inter prediction index indicated according to the type of reference pick processing used by the current prediction unit among prediction units included in the coding unit. step; And if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, outputs inter-prediction index information of the current prediction unit indicating a reference pick processing of one of an L0 list and an L1 list, and wherein the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4. Or outputting the inter-prediction index information indicative of the reference pick processing list of one of an L0 list, an L1 list, and a pair list.
  • the motion prediction technique when the size of the prediction unit is 4x8 or 8x4, symbol coding indicating that the reference pick processing list for bidirectional inter prediction is a pair list may be omitted. Since unnecessary transmission process of reference pick processing information is omitted, the amount of transmission bits can be reduced. Similarly, according to the motion compensation method according to an embodiment, when the size of the prediction unit is 4x8 or 8x4, the process of checking whether the reference pick processing for the bidirectional inter prediction is a pair list is omitted, thereby reducing the data parsing process. Can be.
  • FIG. 1A is a block diagram of an apparatus for determining a reference image, according to an exemplary embodiment.
  • 1B is a flowchart of a method of determining a reference image, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2A is a block diagram of a motion prediction apparatus including a reference image determination apparatus, according to an embodiment.
  • 2B is a flowchart of a motion prediction method, according to an embodiment.
  • 3A is a block diagram of a motion compensation apparatus including a reference image determining apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • 3B is a flowchart of a motion compensation method according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram of a video encoding apparatus involving video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram of a video decoding apparatus involving video prediction based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • 14, 15, and 16 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 18 illustrates a physical structure of a disk in which a program is stored, according to an embodiment.
  • 19 shows a disc drive for recording and reading a program by using the disc.
  • FIG. 20 illustrates the overall structure of a content supply system for providing a content distribution service.
  • 21 and 22 illustrate an external structure and an internal structure of a mobile phone to which the video encoding method and the video decoding method of the present invention are applied, according to an embodiment.
  • FIG. 23 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention.
  • FIG. 24 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to an embodiment of the present invention.
  • the motion prediction method determines an inter prediction index indicated according to the type of reference pick processing used by the current prediction unit among prediction units included in the coding unit. step; And if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, outputs inter-prediction index information of the current prediction unit indicating a reference pick processing of one of an L0 list and an L1 list, and wherein the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4. Or outputting the inter-prediction index information indicative of the reference pick processing list of one of an L0 list, an L1 list, and a pair list.
  • the motion prediction method determines whether inter prediction referring to the pair list including the L0 list and the L1 list is not allowed for a prediction unit of size 4X8 or 8X4 in the current slice. step; And inserting, in the slice header of the current slice, bi-prediction restriction information indicating that inter prediction referring to the pair list is not allowed for the prediction unit of size 4X8 or 8X4. Can be.
  • the outputting of the inter prediction index information of the current prediction unit may include: if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, a reference pick processing string for the current prediction unit is excluded from the reference list. And outputting the inter-prediction index information indicating that.
  • the outputting may further include omitting a binarization operation for information indicating that the reference picture list is a pair list when the size of the current prediction unit is 4 ⁇ 8 or 8 ⁇ 4.
  • the inter prediction index information indicated according to the type of reference pick processing to be used by the current prediction unit among prediction units included in the coding unit is obtained.
  • the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4
  • a reference pick processing of the current prediction unit is determined based on the inter prediction index information indicating that the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4.
  • determining a reference pick processing of the current prediction unit based on the inter-prediction index information indicating that it is one of an L0 list, an L1 list, and a pair list if not 8X4.
  • the motion compensation method parses pair prediction information indicating whether inter prediction referring to the pair list is allowed for a prediction unit of the size 4X8 or 8X4 from a slice header of the current slice. step; And based on the parsed pair prediction limitation information, determining whether inter prediction referring to the pair list including the L0 list and the L1 list is not allowed for the prediction unit of size 4X8 or 8X4 in the current slice. It may further comprise the step.
  • the determining may include reading a reference pick processing list excluding the pair list from the inter prediction index information. If the size is 4X8 or 8X4, the operation of checking whether the inter prediction index information indicates the pair list can be omitted.
  • the motion prediction apparatus determines a reference pick processing text to be used by the current prediction unit among prediction units included in the coding unit, and reconstructs belonging to the reference pick processing text.
  • a motion predictor for determining a reference block for the current prediction unit among pictures; And outputting inter-prediction index information of the current prediction unit indicating one of an L0 list and an L1 list if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, and a list of L0 if the size of the current prediction unit is not 4X8 or 8X4.
  • an inter-prediction information output unit for outputting inter-prediction index information of the current prediction unit indicating one reference pick processing list among an L1 list and a pair list.
  • the motion compensation apparatus when the current slice is a B slice, obtains inter prediction index information indicated according to the type of reference pick processing to be used by the current prediction unit among prediction units included in the coding unit.
  • a reference pick processing of the current prediction unit is determined based on the inter prediction index information indicating that the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4.
  • a reference pick processing list of the current prediction unit is determined based on the inter prediction index information indicating that the image is not one of 8X4, one of a L0 list, an L1 list, and a pair list, and then moves with respect to the current prediction unit using the determined reference pick processing list. It may include a motion compensation unit for performing the compensation.
  • the present invention includes a recording medium having recorded thereon a computer program for implementing a motion prediction method according to an embodiment.
  • the present invention includes a recording medium having a computer program recorded thereon for implementing a motion compensation method according to an embodiment.
  • FIGS. 1A to 4 a method and apparatus for determining a reference image capable of unidirectional prediction or bidirectional prediction, and a motion prediction method and apparatus, a device, a motion compensation method, and a device corresponding thereto according to an embodiment are disclosed.
  • a video encoding apparatus, a video decoding apparatus, a video encoding method, and a video decoding method according to an embodiment based on coding units having a tree structure according to an embodiment are disclosed.
  • 18 to 24 various embodiments to which a video encoding method and a video decoding method may be applied according to an embodiment are disclosed.
  • the 'image' may be a still image of the video or a video, that is, the video itself.
  • 1A is a block diagram of an apparatus 10 for determining a reference image, according to an exemplary embodiment.
  • 1B is a flowchart of a method of determining a reference image, according to an exemplary embodiment.
  • the reference image determining apparatus 10 includes a reference pick processing list determiner 12 and a reference index determiner 14.
  • the reference image determination apparatus 10 may include a central processor (not shown) that collectively controls the reference pick processing list determination unit 12 and the reference index determination unit 14.
  • the reference pick processing list determination unit 12 and the reference index determination unit 14 are operated by their own processors (not shown), and the reference image determination device 10 is performed as the processors (not shown) operate organically with each other. ) May be operated as a whole.
  • the reference pick processing determination unit 12 and the reference index determination unit 14 may be controlled by the control of an external processor (not shown) of the reference image determination apparatus 10 according to an exemplary embodiment.
  • the reference image determination apparatus 10 may include one or more data storage units (not shown) in which input and output data of the reference pick processing unit 12 and the inter prediction unit 14 are stored.
  • the reference image determination apparatus 10 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the reference image determination apparatus 10 determines a reference image used for temporal prediction of images of a video.
  • the reference image determination apparatus 10 determines prediction information indicating a position difference, a residual component, and the like between the current image and the reference image. Therefore, the image information may be recorded using the prediction information instead of the entire data of the image.
  • the current image may be predicted with reference to the front and rear images in reproduction time. Although it may be earlier or later on the reproduction time, images encoded or reconstructed earlier than the current image may be referred to for prediction encoding of the current image in encoding order or reconstruction order.
  • the current image and the reference image may be image data units including pictures, frames, fields, slices, and the like.
  • the reference image determining apparatus 10 may divide the current image into a plurality of blocks and perform inter prediction on the blocks for fast computation of inter prediction. That is, for inter prediction of the current block among the plurality of blocks in which the current image is divided, one block of the plurality of blocks in which the reference image is divided may be referred to.
  • Inter prediction for an image of the B slice type may include forward prediction and backward predciton.
  • forward prediction inter prediction may be performed on the current image by referring to an image having a POC number ahead of the current image.
  • backward prediction inter prediction may be performed on the current image by referring to an image having a later POC number than the current image.
  • the reference pick processing text includes an index indicating a reference picture.
  • the reference pick processing text may be classified into an L0 list and an L1 list.
  • the L0 list and the L1 list may each include a reference index indicating one or more reference pictures and information about a reference order.
  • the basic validity number of the reference picture allocated to the reference pick processing list may be set in advance.
  • the L0 list for List 0 prediction may preferentially include a reference index indicating reference pictures for forward prediction. However, if the number of reference pictures for forward prediction is smaller than the basic effective number of reference pictures set in the L0 list, the L0 list may further include a reference index indicating the reference picture for backward prediction.
  • the L1 list for List 1 prediction may preferentially include a reference index indicating reference pictures for backward prediction. However, if the number of reference pictures for backward prediction is smaller than the basic valid number of reference pictures set in the L1 list, the L1 list may further include a reference index indicating the reference picture for forward prediction.
  • a reference picture may be determined among at least one reference pick processing list of the L0 list and the L1 list.
  • the reference pick processing text determiner 12 may determine which reference processing text is to be used for inter prediction of a current image of a B slice type.
  • pair prediction (bi-prediction) using a pair list including both the L0 list and the L1 list may be performed.
  • the reference picture determination apparatus 10 may determine a reference order of reference pictures allocated to each reference pick processing text.
  • the reference order may be determined to preferentially refer to a reference picture that is closest to the current picture and the display picture among reference pictures allocated to the reference picture processing list.
  • the reference pick processing text determination unit 12 may identify a slice type of a slice including a block and determine the reference pick processing text according to the slice type.
  • the reference pick processing list determination unit 12 may determine the reference pick processing list of the block as one of a L0 list, an L1 list, and a pair list.
  • the reference pick processing text determination unit 12 may determine a reference pick processing text used for inter prediction of a slice.
  • the reference pick processing list may be determined by any one of an L0 list, an L1 list, and a pair list.
  • the type of reference picking text that may be used for inter prediction may be limited according to the size of the block. For example, when the size of a block of the B slice type is 4x8 or 8x4, only inter prediction using one reference pick list among the L0 list and the L1 list may be allowed. Inter prediction using a pair list may not be allowed for a block of a B slice type.
  • the reference index determiner 14 may determine a reference index pointing to the reference image among the reference pick processing texts based on the reference pick processing text.
  • the reference index determiner 14 may determine the L0 reference index in the L0 list as the reference index for the block, or determine the L1 reference index in the L1 list.
  • the reference pick processing list determiner 12 may identify a slice type of a slice including a block. In operation 13, if the current slice type is a B slice type, the reference pick processing list determiner 12 may determine the reference pick processing list of the block as one of an L0 list, an L1 list, and a pair list.
  • the reference index determination unit 14 may determine the L0 reference index from the L0 list as the reference index for the block. That is, when the reference pick processing list is the L0 list or the pair list, at least one reference index may be selected from the L0 list.
  • the process proceeds to step 17 without determining the L0 reference index.
  • the reference index determination unit 14 may determine the L1 reference index from the L1 list as a reference index for the block if the reference pick processing list determined by the reference pick processing list determination unit 12 is not an L0 list. That is, when the reference pick processing list is the L1 list or the pair list, at least one reference index may be selected from the L1 list.
  • the reference pick processing list is a pair list
  • at least one L0 reference index in the L0 list may be determined
  • at least one L1 reference index in the L1 list may be determined through steps 15 and 17.
  • the reference index determiner 14 may determine the L0 reference index and determine a difference value of the first motion vector indicating the reference block in the reference image indicated by the L0 reference index.
  • the reference index determiner 14 may determine the L1 reference index and determine a difference value of the second motion vector indicating the reference block in the reference image indicated by the L1 reference index.
  • the reference index indicates an order between reference pictures belonging to the reference pick processing text
  • the motion vector may indicate the position of the reference block within the predetermined reference picture. Accordingly, a reference picture and a reference block for inter prediction of a block may be determined based on the reference index and the motion vector.
  • the reference image determination apparatus 10 may use 2-bit inter prediction index information as information representing a reference pick processing text.
  • a context model including probability information of a symbol representing inter prediction index information may be used.
  • a context model may be determined for each of two bins corresponding to two bits of inter-prediction index information.
  • the first one of the bins of the inter-prediction index information may indicate whether the reference pick processing list is a single list or a pair list. If the first bean represents pair list inter prediction, the second bean does not need to be defined anymore. However, when the first bin indicates inter prediction using a single list, the second bin may indicate whether it is an L0 list or an L1 list.
  • the prediction index information may indicate an L0 list or an L1 list. Only the reference pick processing list excluding the pair list may be determined as the inter prediction index information. Therefore, only the bit string indicating the L0 list prediction or the L1 list prediction as the inter prediction index information of the block may be determined, and the bit string indicating the pair prediction may not be determined.
  • inter-prediction index information representing any one of L0 list prediction, L1 list prediction, and pair prediction may be determined for the block.
  • 2A is a block diagram of a motion prediction apparatus 20 including a reference image determination apparatus 10, according to an exemplary embodiment.
  • 2B is a flowchart of a motion prediction method of performing a reference picture determination method, according to an exemplary embodiment.
  • the motion prediction apparatus 20 includes a motion prediction unit 22 and an inter prediction information output unit 24.
  • the motion predictor 22 may check the slice type of the current slice including the current block.
  • the motion predictor 22 may determine a reference pick processing text to be used for inter prediction by the current block when the current slice is a B slice.
  • the motion predictor 22 may perform motion prediction on a block by using reference pictures belonging to at least one of an L0 list and an L1 list.
  • the motion predictor 22 may determine a reference picture for the current block among the reference pictures allocated to the determined reference picture processing text.
  • the motion predictor 12 may determine a reference block for the current block among reconstructed pictures belonging to the reference pick processing text.
  • the motion predictor 12 determines a similarity between the determined blocks of the reference picture and the current block of the current picture, and detects a block having the least error with the current block. That is, the most similar block may be detected through the motion prediction, and the detected block may determine the reference block. Also, a picture including the detected reference block may be determined as the reference picture. When at least one reference block most similar to the current block is determined, at least one reference picture may be determined.
  • the motion predictor 12 may generate a motion vector indicating a spatial distance between a current prediction unit and the reference block, and a residual component indicating a pixel value difference between the current prediction unit and the reference block.
  • the inter prediction information output unit 24 may include reference index information indicating a reconstructed image including a reference block among the reconstructed images belonging to the reference pick processing list, a difference between a motion vector of the current prediction unit, and a previous motion vector.
  • the motion vector difference information and the residual component which are displayed can be output.
  • the inter prediction information output unit 24 may generate and output inter prediction index information indicating the type of reference pick processing text for the current block. For inter prediction of the current block, inter prediction index information indicating whether an L0 list, an L1 list, or a pair list is used may be output.
  • the current block on which inter prediction is performed may be called a prediction unit.
  • the motion prediction unit 22 may determine a reference list used by the current prediction unit among the prediction units.
  • the reference list may be determined as an L0 list, an L1 list, or a pair list.
  • the motion predictor 22 may determine the size of the prediction unit and limit the type of reference pick processing text that can be selected for inter prediction according to the size of the prediction unit.
  • the inter prediction index of the current block may indicate one reference pick processing list of an L0 list and an L1 list. If the size of the current block is not 4X8 or 8X4, the inter-prediction index of the current block may indicate one reference pick processing list among the L0 list, the L1 list and the pair list.
  • the inter prediction information output unit 24 may output inter prediction index information of the current prediction unit.
  • the inter-prediction index information transmission unit 24 may insert inter-prediction index information representing any one of L0 prediction, L1 direction prediction, and pair prediction into a prediction unit field including prediction information of a block in the bitstream.
  • the inter prediction index information transmitter 24 may insert the L0 reference index information and the difference value information of the first motion vector into the prediction unit field if the inter prediction index information does not indicate L1 prediction.
  • the number of the reference picture may be determined from information indicating the reference picture, for example, pictures belonging to the reference picture processing list. have. If the reference picture belongs to the L0 list, the L0 reference index is determined. If the reference picture belongs to the L1 list, the L1 reference index may be determined.
  • the inter prediction information output unit 24 may also generate reference index information and insert the reference index information into the prediction unit field.
  • the inter-prediction index information transmitter 24 may insert information generated as a result of the inter-prediction into the slice header and the prediction unit field, and transmit a bitstream including the slice header and the prediction unit field.
  • the inter-prediction index information transmitter 24 may entropy-encode the inter-prediction index information using a context model determined for each bin of the inter-prediction index information.
  • the inter-prediction index information transmitting unit 24 is a bit string generated by performing entropy encoding on not only various symbols generated as a result of the inter-prediction, that is, inter-prediction index information, but also difference value information and reference index information of motion vectors. Can be transmitted.
  • the motion predictor 22 presets, in the current slice, whether inter prediction referring to a pair list including an L0 list and an L1 list is not allowed for a prediction unit having a size of 4X8 or 8X4. Can be.
  • the inter-prediction information output unit 24 has a bi-prediction restriction indicating that inter prediction referring to the pair list for the prediction unit of size 4X8 or 8X4 is not allowed in the slice header of the current slice. You can insert information.
  • the inter prediction information output unit 24 outputs inter prediction index information indicating that the reference pick processing string for the current prediction unit is the reference pick processing string except the pair list. can do. Therefore, if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, the inter prediction information output unit 24 may omit the binarization operation for information indicating that the reference picture list is a pair list.
  • the prediction information encoded through entropy encoding may be inserted and transmitted in the block region of the bitstream.
  • 3A is a block diagram of a motion compensation device 30 including a reference image determining device 10, according to an exemplary embodiment.
  • 3B is a flowchart of a motion compensation method of performing a reference image determination method, according to an exemplary embodiment.
  • the motion compensation apparatus 30 includes an inter prediction information acquisition unit 32 and a motion compensation unit 34.
  • motion prediction and motion compensation may be performed in a video encoding process.
  • motion compensation may be performed in the video decoding process. After motion estimation on the original image, motion compensation must be performed by using the reference information and the residual component generated through motion prediction to generate the same reconstructed image through motion compensation. Therefore, in order to encode and decode an intermode block in a video encoding process and a video decoding process, reference information (reference index, motion vector) and information on a residual component should be transmitted and received.
  • the inter prediction information acquisition unit 32 may parse slice type information from a slice header of the received bitstream.
  • the slice type of the current slice may be determined using the parsed slice type information.
  • the inter prediction information acquisition unit 32 may obtain information about the sizes of prediction units included in the coding unit.
  • the current slice including the coding unit is a B slice
  • inter prediction index information indicating a type of a reference list to be used by the current prediction unit among prediction units may be further obtained.
  • the motion compensator 34 may determine the reference pick processing list of the current prediction unit based on the inter-prediction index information indicating that the L0 list and the L1 list are one. have. If the size of the current prediction unit is not 4X8 or 8X4, the motion compensator 34 according to an exemplary embodiment may refer to the reference picture of the current prediction unit based on the inter prediction index information indicating that it is one of an L0 list, an L1 list, and a pair list. The list can be determined.
  • the motion compensator 34 may perform motion compensation on the current prediction unit by using the determined reference pick processing text.
  • the inter prediction information obtaining unit 32 may obtain inter prediction index information indicating the type of the reference list to be used by the current prediction unit among the prediction units. have.
  • inter-prediction index information indicating a reference picture processing list of the current block (prediction unit) may be parsed from the prediction unit field.
  • the motion compensation unit 34 may include a L0 list or a reference picklist that may be used for the current inter prediction based on the prediction unit area. Can be determined by L1 list.
  • the motion compensation unit 34 may use a reference pick processing list that may be used for the current inter prediction based on the inter prediction index information. It may be determined as one of a list, an L1 list or a pair list.
  • the inter prediction information acquisition unit 32 parses, from the slice header of the current slice, pair prediction limitation information indicating whether inter prediction referring to the pair list is allowed for a prediction unit having a size of 4X8 or 8X4. can do.
  • the inter-prediction information acquisition unit 32 based on the pair prediction limitation information parsed according to the embodiment, inter-prediction indicating pair list prediction for a prediction unit of size 4X8 or 8X4 in the current slice. It can be expected whether the index information will be parsed.
  • the inter-prediction information acquisition unit 32 may determine whether to parse two-bit inter prediction index information of a prediction unit or parse one-bit inter prediction index information based on the parsed pair prediction limitation information.
  • the inter-prediction information obtaining unit 32 may, from the bitstream, if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4. The operation of reading information indicating that the reference pick processing list is a pair list from the parsed binarization bit string can be omitted.
  • the inter prediction information acquisition unit 32 may determine the reference pick processing list excluding the pair list from the inter prediction index information. Therefore, if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, the inter prediction information acquisition unit 32 may omit an operation of checking whether the inter prediction index information indicates a pair list.
  • the inter-prediction information acquisition unit 32 may reconstruct the inter-prediction index information by performing entropy decoding on the bit string including the inter-prediction index information in the bitstream using a context model determined for each bin. have.
  • the inter prediction information acquisition unit 32 may parse the reference index information, the difference value of the motion vector, and the residual component for each block of the inter mode belonging to the slice from the received bitstream.
  • the inter prediction information acquisition unit 32 may further obtain reference index and motion vector difference information of the current prediction unit determined based on the reference list indicated by the inter prediction index. Also, by obtaining partition type information of a coding unit, the size of prediction units included in the coding unit may be determined based on the size of the coding unit and the partition type information.
  • the motion compensator 34 may determine a reference picture indicated by the reference index of the current prediction unit from among the reconstructed reference pictures based on the determined reference pick processing text.
  • the motion compensator 34 may determine a reference picture indicated by the reference index from the reference pick processing text.
  • a motion vector of the current block may be determined using the difference value of the motion vector and the previous motion vector, and a reference block indicated by the motion vector may be determined among blocks of the reference image.
  • the motion compensator 34 may reconstruct the current block by combining the current block and the reference block and compensating the reference block by the residual component.
  • the motion compensator 34 may perform motion compensation and generate a reconstructed image by using the reference picture determined for each block, the motion vector, and the residual component.
  • the motion prediction apparatus 20 may represent an image by using prediction information instead of the entire data of the image, the motion prediction apparatus 20 may be applied to video encoding that performs video compression encoding that requires a reduction in the amount of video data.
  • the motion prediction apparatus 20 may be included in or associated with a video encoder that encodes a video based on coding units obtained by dividing an image of a video into spatial regions, thereby inter prediction for video encoding. Can be performed.
  • the coding unit is divided into prediction units and partitions, and inter prediction may be performed based on the prediction units and partitions.
  • the coding unit according to an embodiment may include coding units having a tree structure according to an embodiment, as well as a block of a fixedly determined form. According to an embodiment, coding units having a tree structure, prediction units and partitions according to the tree structure will be described below with reference to FIGS. 5 to 17.
  • the motion prediction apparatus 20 may perform inter prediction on image blocks and image data of a coding unit to output a prediction error, that is, a residual component of the reference image.
  • the motion prediction apparatus 20 may generate transform coefficients obtained by transforming and quantizing residual components, and may perform entropy encoding on symbols such as transform coefficients, reference information, and encoding information, and output a bitstream.
  • the motion prediction apparatus 20 may include information related to a L0 list, information related to an L1 list, and information related to a change of a reference pick process including information about a reference order of the images belonging to each reference pick process, the number of images, and the like. Symbols including reference pick processing related information, such as may be encoded and output.
  • the motion prediction apparatus 20 may generate the reconstructed image by performing loop filtering on the transform coefficient by reconstructing the image of the spatial domain through inverse quantization, inverse transform, and prediction compensation. That is, the motion prediction apparatus 20 according to an embodiment refers to the reconstructed image generated by the video encoder by using at least one of an L0 list and an L1 list to perform inter prediction on the current image that is a B slice. can do. Since the reconstructed image generated in this manner is used as a reference image for motion prediction of the next input image, the motion prediction apparatus 20 may again determine the reference information and the residual component through inter prediction on the next input image.
  • video compression encoding may be implemented through motion estimation of the motion prediction apparatus 20.
  • the motion prediction apparatus 20 may operate in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output a video encoding result, thereby performing a video encoding operation including motion prediction.
  • the internal video encoding processor of the motion prediction apparatus 20 may be implemented as a separate processor.
  • the central processing unit and the graphic processing unit implement a basic video encoding operation by driving the video encoding processing module. It may also include.
  • the motion reconstruction apparatus 30 may receive a compressed bitstream through motion prediction and reconstruct an image using prediction information instead of the entire data of the image.
  • the motion compensation apparatus 30 may parse a reference index, a motion vector, and a residual component representing a reference picture for the current block from the block region of the bitstream.
  • the motion compensation apparatus 30 may be included in or associated with a video decoder that decodes a video based on coding units obtained by dividing an image of the video into spatial regions, and perform motion compensation for video decoding.
  • a coding unit for motion compensation includes prediction units and partitions, and motion compensation may be performed based on the prediction units and partitions.
  • the coding unit according to an embodiment may include not only a block having a fixedly determined shape but also coding units having a tree structure according to an embodiment.
  • the motion compensation apparatus 30 may perform entropy decoding on the received bitstream to parse symbols such as transform coefficients, reference information, and encoding information.
  • the motion compensation apparatus 30 may also parse symbols including reference pick processing text related information.
  • the motion compensation apparatus 30 may restore the residual components of the spatial domain by performing inverse quantization and inverse transformation on the transform coefficient parsed for each transformation unit.
  • the motion compensation apparatus 30 may reconstruct an image of the spatial domain through motion compensation that compensates the residual block in the reference block for each partition.
  • the motion compensation apparatus 30 determines a reference image by referring to a first reconstructed image included in at least one of an L0 list and an L1 list to compensate for the motion of the current partition that is a B slice.
  • the reference block indicated by the motion vector can be determined.
  • a reconstruction block can be generated.
  • the motion compensation apparatus 30 may minimize the error between the reconstructed block and the original block by performing deblocking filtering and Sample Addaptive Offset (SAO) filtering on the reconstructed block in the spatial domain.
  • the reconstruction block may be used as a reference block for prediction of the next block.
  • video compression decoding may be implemented through motion compensation of the motion compensation device 30.
  • the motion compensation apparatus 30 may perform a video decoding operation including motion compensation by operating in conjunction with an internal video decoding processor or an external video decoding processor to output a video decoding result.
  • the internal video decoding processor of the motion compensation apparatus 30 may be implemented as a separate processor, and when the central processing unit and the graphics processing unit implement the basic video decoding operation by driving the video decoding processing module. It may also include.
  • the inter prediction index information inter_pred_idc 45 may indicate whether the reference pick processing list of the B slice type block is an L0 list, an L1 list, or a pair list.
  • nPbW and nPbH represent the horizontal and vertical sizes of the current prediction unit, respectively. Therefore, when the size of the prediction unit is 4x8 and 8x4 and the sum of the horizontal and vertical sizes (nPbW + nPbH) of the prediction unit is 12, pair list inter prediction may not be allowed for the B-slice type prediction unit. . Therefore, when the sum of the horizontal and vertical sizes is 12, the inter prediction index information 45 indicating one of the L0 prediction (Pred_L0) and the L1 prediction (Pred_L1) may be determined for the B-slice type prediction unit.
  • the inter prediction index information 45 representing any one of the L0 prediction (Pred_L0), the L1 prediction (Pred_L1), and the pair prediction (Pred_BI) may be determined.
  • the motion prediction apparatus 20 may predict L0 prediction (Pred_L0), L1 prediction (Pred_L1), and the like in the prediction unit field of the bitstream.
  • Inter-prediction index information 45 representing any one of pair prediction (Pred_BI) may be inserted.
  • the inter prediction index information 45 representing any one of the L0 prediction (Pred_L0) and the L1 prediction (Pred_L1) is encoded in the prediction unit field of the bitstream. can do.
  • the motion prediction apparatus 20 indicates '0' representing the L0 prediction (Pred_L0) as the inter-prediction index information 45.
  • ',' 01 'representing L1 prediction (Pred_L1) or' 1 'representing pair prediction (Pred_BI) may be output.
  • '0' representing the L0 prediction (Pred_L0) or '1' representing the L1 prediction (Pred_L1) may be output as the inter prediction index information 45. .
  • the motion compensation apparatus 30 parses the inter prediction index information 45 according to the second embodiment from the prediction unit field of the bitstream, the sum of the horizontal and vertical sizes of the current prediction unit is 12. If not, one of the L0 prediction (Pred_L0), the L1 prediction (Pred_L1), and the pair prediction (Pred_BI) can be read from the inter prediction index information 45. However, when the sum of the horizontal and vertical sizes of the current prediction unit is 12, one of the L0 prediction (Pred_L0) and the L1 prediction (Pred_L1) may be read from the inter prediction index information 45.
  • the motion compensation device 30 may set the inter prediction mode to L0 if the inter prediction index information 45 is '00'. It is determined that the prediction is Pred_L0, if it is '01', it may be determined as L1 prediction (Pred_L1), and if it is '1', it may be determined as pair prediction (Pred_BI). If the sum of the horizontal and vertical sizes of the current prediction unit is 12, if the inter prediction index information 45 is '0', the inter prediction mode is determined to be L0 prediction (Pred_L0), and if it is '1', L1 prediction (Pred_L1) Can be determined.
  • the motion compensation apparatus 30 may determine in advance whether the inter prediction using the pair list is limited when the sum of the horizontal and vertical size of the current prediction unit in the current slice is 12 based on the pair prediction limitation information. . Based on the pair prediction limitation information, it may be determined whether to parse two-bit inter prediction index information of one prediction unit or one-bit inter prediction index information. When inter prediction using a pair list is restricted for a current prediction unit having a sum of 12 horizontal and vertical sizes, 1 bit is parsed as inter prediction index information of the current prediction unit, but if not limited, 2 bits are parsed. Can be.
  • the motion prediction apparatus 20 may omit symbol coding indicating that the reference pick processing list for bidirectional inter prediction is a pair list. Since unnecessary transmission process of reference pick processing information is omitted, the amount of transmission bits can be reduced. Similarly, when the size of the prediction unit is 4x8 or 8x4, the motion compensation apparatus 30 may skip the process of checking whether the reference pick processing list for the bidirectional inter prediction is a pair list, and thus the data parsing process may be shortened.
  • the motion prediction apparatus 20 and the motion compensation apparatus 30 according to the various embodiments described above with reference to FIGS. 1A through 4, motion prediction for each partition determined in coding units having a tree structure is performed. And motion compensation is performed as described above.
  • a video encoding method and a video decoding method based on coding units having a tree structure according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 17.
  • FIG. 5 is a block diagram of a video encoding apparatus 100 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus 100 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a coding unit determiner 120 and an output unit 130.
  • the video encoding apparatus 100 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video encoding apparatus 100”.
  • the coding unit determiner 120 may partition the current picture based on a maximum coding unit that is a coding unit having a maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be split into at least one maximum coding unit.
  • the maximum coding unit may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, or the like, and may be a square data unit having a square of two horizontal and vertical sizes.
  • the coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth.
  • the depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the depth of the largest coding unit is the highest depth and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit.
  • the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
  • the image data of the current picture may be divided into maximum coding units according to the maximum size of the coding unit, and each maximum coding unit may include coding units divided by depths. Since the maximum coding unit is divided according to depths, image data of a spatial domain included in the maximum coding unit may be hierarchically classified according to depths.
  • the maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times of hierarchically dividing the height and the width of the maximum coding unit may be preset.
  • the coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the largest coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each maximum coding unit of the current picture, and selects a depth at which the smallest coding error occurs to determine the coding depth. The determined coded depth and the image data for each maximum coding unit are output to the outputter 130.
  • Image data in the largest coding unit is encoded based on coding units according to depths according to at least one depth less than or equal to the maximum depth, and encoding results based on the coding units for each depth are compared. As a result of comparing the encoding error of the coding units according to depths, a depth having the smallest encoding error may be selected. At least one coding depth may be determined for each maximum coding unit.
  • the coding unit is divided into hierarchically and the number of coding units increases.
  • a coding error of each data is measured, and whether or not division into a lower depth is determined. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth is different according to the position, the coding depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more coding depths may be set for one maximum coding unit, and data of the maximum coding unit may be partitioned according to coding units of one or more coding depths.
  • the coding unit determiner 120 may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit.
  • the coding units having a tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a coding depth among all deeper coding units included in the maximum coding unit.
  • the coding unit of the coding depth may be hierarchically determined according to the depth in the same region within the maximum coding unit, and may be independently determined for the other regions.
  • the coded depth for the current region may be determined independently of the coded depth for the other region.
  • the maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the second maximum depth according to an embodiment may represent the total number of depth levels from the maximum coding unit to the minimum coding unit. For example, when the depth of the largest coding unit is 0, the depth of the coding unit obtained by dividing the largest coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit divided twice may be set to 2. In this case, if the coding unit divided four times from the maximum coding unit is the minimum coding unit, since depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, the first maximum depth is set to 4 and the second maximum depth is set to 5. Can be.
  • Predictive encoding and transformation of the largest coding unit may be performed. Similarly, prediction encoding and transformation are performed based on depth-wise coding units for each maximum coding unit and for each depth less than or equal to the maximum depth.
  • encoding including prediction encoding and transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens.
  • the prediction encoding and the transformation will be described based on the coding unit of the current depth among at least one maximum coding unit.
  • the video encoding apparatus 100 may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data.
  • the encoding of the image data is performed through prediction encoding, transforming, entropy encoding, and the like.
  • the same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
  • the video encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive encoding of the image data in the coding unit.
  • prediction encoding may be performed based on a coding unit of a coding depth, that is, a more strange undivided coding unit, according to an embodiment.
  • a more strange undivided coding unit that is the basis of prediction coding is referred to as a 'prediction unit'.
  • the partition in which the prediction unit is divided may include a data unit in which at least one of the prediction unit and the height and the width of the prediction unit are divided.
  • the partition may be a data unit in which the prediction unit of the coding unit is split, and the prediction unit may be a partition having the same size as the coding unit.
  • the partition type includes not only symmetric partitions in which the height or width of the prediction unit is divided by a symmetrical ratio, but also partitions divided in an asymmetrical ratio, such as 1: n or n: 1, by a geometric form It may optionally include partitioned partitions, arbitrary types of partitions, and the like.
  • the prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, and N ⁇ N.
  • the skip mode may be performed only for partitions having a size of 2N ⁇ 2N.
  • the encoding may be performed independently for each prediction unit within the coding unit to select a prediction mode having the smallest encoding error.
  • the video encoding apparatus 100 may perform conversion of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding image data, but also a data unit different from the coding unit.
  • the transformation may be performed based on a transformation unit having a size smaller than or equal to the coding unit.
  • the transformation unit may include a data unit for intra mode and a transformation unit for inter mode.
  • the transformation unit in the coding unit is also recursively divided into smaller transformation units, so that the residual data of the coding unit is determined according to the tree structure according to the transformation depth. Can be partitioned according to the conversion unit.
  • a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
  • the encoded information for each coded depth requires not only the coded depth but also prediction related information and transformation related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only the coded depth that generated the minimum coding error, but also a partition type obtained by dividing a prediction unit into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for transformation.
  • a method of determining a coding unit, a prediction unit / partition, and a transformation unit according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described later in detail with reference to FIGS. 7 to 17.
  • the coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
  • the output unit 130 outputs the image data of the maximum coding unit encoded based on the at least one coded depth determined by the coding unit determiner 120 and the information about the encoding modes according to depths in the form of a bit stream.
  • the encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
  • the information about the encoding modes according to depths may include encoding depth information, partition type information of a prediction unit, prediction mode information, size information of a transformation unit, and the like.
  • the coded depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode to a coding unit of a lower depth without encoding to the current depth. If the current depth of the current coding unit is a coding depth, since the current coding unit is encoded in a coding unit of the current depth, split information of the current depth may be defined so that it is no longer divided into lower depths. On the contrary, if the current depth of the current coding unit is not the coding depth, encoding should be attempted using the coding unit of the lower depth, and thus split information of the current depth may be defined to be divided into coding units of the lower depth.
  • encoding is performed on the coding unit divided into the coding units of the lower depth. Since at least one coding unit of a lower depth exists in the coding unit of the current depth, encoding may be repeatedly performed for each coding unit of each lower depth, and recursive coding may be performed for each coding unit of the same depth.
  • coding units having a tree structure are determined in one largest coding unit and information about at least one coding mode should be determined for each coding unit of a coding depth, information about at least one coding mode may be determined for one maximum coding unit. Can be.
  • the coding depth may be different for each location, and thus information about the coded depth and the coding mode may be set for the data.
  • the output unit 130 may allocate encoding information about a corresponding coding depth and an encoding mode to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit. .
  • the minimum unit according to an embodiment is a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest coding depth, into four divisions.
  • the minimum unit according to an embodiment may be a square data unit having a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, partition units, and transformation units included in the maximum coding unit.
  • the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units.
  • the encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information.
  • the encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
  • Information about the maximum size and information about the maximum depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted into a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set of the bitstream.
  • the information on the maximum size of the transform unit and the minimum size of the transform unit allowed for the current video may also be output through a header, a sequence parameter set, a picture parameter set, or the like of the bitstream.
  • the output unit 130 may encode and output reference information, prediction information, slice type information, and the like related to prediction.
  • a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN.
  • the current coding unit having a size of 2N ⁇ 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N ⁇ N.
  • the video encoding apparatus 100 determines a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and the maximum depth of the maximum coding unit determined in consideration of the characteristics of the current picture. Coding units may be configured. In addition, since each of the maximum coding units may be encoded in various prediction modes and transformation methods, an optimal coding mode may be determined in consideration of image characteristics of coding units having various image sizes.
  • the video encoding apparatus may adjust the coding unit in consideration of the image characteristics while increasing the maximum size of the coding unit in consideration of the size of the image, thereby increasing image compression efficiency.
  • the video encoding apparatus 100 may perform inter prediction by determining a reference pick processing text according to the motion prediction method described above with reference to FIGS. 2A and 2B.
  • the coding unit determiner 120 may determine a prediction unit for inter prediction for each coding unit having a tree structure for each maximum coding unit, and perform inter prediction for each prediction unit and its partition.
  • the coding unit determiner 120 determines a reference image used for temporal prediction of the images of the video.
  • the reference image determination apparatus 10 determines prediction information indicating a temporal distance between the current image and the surrounding image, a residual component, and the like. Therefore, the image information may be recorded using the prediction information instead of the entire data of the image.
  • the coding unit determiner 120 may determine the sizes of the prediction units included in the coding unit and determine whether to perform intra prediction or inter prediction on the current prediction unit.
  • a reference list used for inter prediction of the current prediction unit may be determined. That is, the inter prediction index indicating whether the reference list is an L0 list, an L1 list, or a pair list may be determined.
  • the inter prediction index when the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, the inter prediction index may indicate one reference pick processing list among the L0 list and the L1 list. According to an embodiment, if the size of the current prediction unit is not 4X8 or 8X4, the inter-prediction index may indicate one reference pick processing list among an L0 list, an L1 list, and a pair list.
  • the output unit 130 may include pair prediction information indicating whether inter prediction referring to a pair list including an L0 list and an L1 list is not allowed for a prediction unit having a size of 4X8 or 8X4 in a current slice. Can be inserted into the slice header.
  • the output unit 130 may encode and output the inter prediction index information determined according to the size of the current prediction unit together with the reference index information and the motion vector difference information.
  • the binarization operation for the information indicating that the reference picture list is a pair list may be omitted.
  • the coding unit determiner 120 determines prediction information indicating a reference index along with a temporal distance between the current image and the neighboring image, a residual component, and the like.
  • FIG. 6 is a block diagram of a video decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present invention.
  • a video decoding apparatus 200 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. do.
  • the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video decoding apparatus 200”.
  • Definition of various terms such as a coding unit, a depth, a prediction unit, a transformation unit, and information about various encoding modes for a decoding operation of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be described with reference to FIG. 5 and the video encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
  • the receiver 210 receives and parses a bitstream of an encoded video.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit from the parsed bitstream according to coding units having a tree structure for each maximum coding unit, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230.
  • the image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set for the current picture.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts information about a coded depth and an encoding mode for the coding units having a tree structure for each maximum coding unit, from the parsed bitstream.
  • the extracted information about the coded depth and the coding mode is output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
  • the information about the coded depth and the encoding mode for each largest coding unit may be set with respect to one or more coded depth information, and the information about the coding mode according to the coded depths may include partition type information, prediction mode information, and transformation unit of the corresponding coding unit. May include size information and the like.
  • split information for each depth may be extracted as the coded depth information.
  • the information about the coded depth and the encoding mode according to the maximum coding units extracted by the image data and the encoding information extractor 220 may be encoded according to the depth according to the maximum coding unit, as in the video encoding apparatus 100 according to an embodiment.
  • the image data and the encoding information extractor 220 may determine the predetermined data.
  • Information about a coded depth and an encoding mode may be extracted for each unit. If the information about the coded depth and the coding mode of the maximum coding unit is recorded for each of the predetermined data units, the predetermined data units having the information about the same coded depth and the coding mode are inferred as data units included in the same maximum coding unit. Can be.
  • the image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on the information about the coded depth and the encoding mode for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode the encoded image data based on the read partition type, the prediction mode, and the transformation unit for each coding unit among the coding units having the tree structure included in the maximum coding unit. Can be.
  • the decoding process may include a prediction process including intra prediction and motion compensation, and an inverse transform process.
  • the image data decoder 230 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit based on partition type information and prediction mode information of the prediction unit of the coding unit for each coding depth. .
  • the image data decoder 230 may read transform unit information having a tree structure for each coding unit, and perform inverse transform based on the transformation unit for each coding unit, for inverse transformation for each largest coding unit. Through inverse transformation, the pixel value of the spatial region of the coding unit may be restored.
  • the image data decoder 230 may determine the coded depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer split at the current depth, the current depth is the coded depth. Therefore, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition type, the prediction mode, and the transformation unit size information of the prediction unit with respect to the image data of the current maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode.
  • the decoding of the current coding unit may be performed by obtaining information about an encoding mode for each coding unit determined in this way.
  • the video decoding apparatus 200 may perform motion compensation by determining a reference index among reference pick processing texts according to the motion compensation scheme described above with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • the extractor 210 may parse inter-prediction index information, a reference index, a motion vector, and the like indicating a reference pick processing block of the block from the bitstream. From the inter prediction index information, the type of reference list to be used for motion compensation by the current prediction unit may be determined.
  • the image data decoder 230 may determine a prediction unit for motion compensation for each coding unit having a tree structure for each maximum coding unit, and perform motion compensation for each prediction unit and its partition.
  • the image data decoder 230 may determine the sizes of the prediction units while determining the prediction units included in the coding unit.
  • the inter prediction index information may be read differently based on the size of the prediction unit.
  • the image data decoder 230 may determine that the reference pick processing list of the current prediction unit is one of an L0 list and an L1 list from the inter-prediction index information. .
  • the reference pick processing list except the pair list can be read from the inter prediction index information.
  • the image data decoder 230 may determine that the reference pick processing list of the current prediction unit is one of an L0 list, an L1 list, and a pair list from the inter prediction index information. You can decide.
  • the extractor 220 may parse pair prediction information indicating whether inter prediction referencing a pair list is allowed for a prediction unit having a size of 4X8 or 8X4 from a slice header. Thus, based on the pair prediction limitation information, it may be determined whether or not inter prediction referencing the pair list is allowed for the prediction unit of the size 4X8 or 8X4 in the example current slice. In addition, the extraction unit 220 may determine whether to parse two-bit inter prediction index information of a prediction unit or parse one-bit inter prediction index information based on the parsed pair prediction limitation information.
  • the extractor 220 may omit an operation of reading information indicating that the reference picture list is a pair list from the binarized bit string parsed from the bitstream. have.
  • the extractor 220 may read the reference pick processing list excluding the pair list from the inter prediction index information. In addition, if the size of the current prediction unit is 4X8 or 8X4, the extractor 220 may omit the operation of checking whether the inter-prediction index information indicates a pair list.
  • the image data decoder 230 may determine a reference picture indicated by the reference index from among reference pictures belonging to the reference picture processing, and determine a reference block indicated by the motion vector in the reference picture.
  • the image data decoder 23 may restore the current block by compensating the residual component in the reference block.
  • FIG. 7 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • a size of a coding unit may be expressed by a width x height, and may include 32x32, 16x16, and 8x8 from a coding unit having a size of 64x64.
  • Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16.
  • Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
  • a partition for inter prediction may not include a 4 ⁇ 4 partition.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3.
  • the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1.
  • the maximum depth illustrated in FIG. 7 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
  • the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from a maximum coding unit having a long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, so that the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the largest coding unit having a long axis size of 64, and the depth is three layers deep, so that the long axis size is 32, 16. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
  • FIG. 8 is a block diagram of an image encoder 400 based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoder 400 includes operations performed by the encoding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 to encode image data. That is, the intra predictor 410 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode among the current frame 405, and the motion estimator 420 and the motion compensator 425 are the current frame 405 of the inter mode. And the inter frame estimation and the motion compensation using the reference frame 495.
  • Data output from the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 is output as a quantized transform coefficient through the transform unit 430 and the quantization unit 440.
  • the quantized transform coefficients are restored to the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the inverse transformer 470, and the restored data of the spatial domain is deblocked 480 and the sample adaptive offset adjuster (SAO).
  • the quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
  • the intra predictor 410, the motion estimator 420, the motion compensator 425, and the transform unit may be components of the image encoder 400.
  • quantization unit 440, entropy encoding unit 450, inverse quantization unit 460, inverse transform unit 470, deblocking unit 480, and offset (SAO) adjusting unit 490 are all the maximum coding units. In each case, an operation based on each coding unit among the coding units having a tree structure should be performed in consideration of the maximum depth.
  • the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 partition each coding unit among coding units having a tree structure in consideration of the maximum size and the maximum depth of the current maximum coding unit.
  • a prediction mode, and the transform unit 430 should determine the size of a transform unit in each coding unit among the coding units having a tree structure.
  • the motion estimator 420 and the motion compensator 425 determine a reference index based on the inter prediction scheme described above with reference to FIGS. 1A through 3B, and inter-use the reference index corresponding to the reference index among the reference pictures. You can make predictions.
  • FIG. 9 is a block diagram of an image decoder 500 based on coding units, according to an embodiment of the present invention.
  • the bitstream 505 is parsed through the parsing unit 510, and the encoded image data to be decoded and information about encoding necessary for decoding are parsed.
  • the encoded image data is output as inverse quantized data through the entropy decoding unit 520 and the inverse quantization unit 530, and the image data of the spatial domain is restored through the inverse transformation unit 540.
  • the intra prediction unit 550 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode, and the motion compensator 560 uses the reference frame 585 together to apply the coding unit of the inter mode. Perform motion compensation for the
  • Data in the spatial domain that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the offset (SAO) adjusting unit 580 and output to the reconstructed frame 595.
  • the post-processed data through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 may be output as the reference frame 585.
  • step-by-step operations after the parser 510 of the image decoder 500 may be performed.
  • the parser 510, the entropy decoder 520, the inverse quantizer 530, and the inverse transform unit 540 which are components of the image decoder 500, may be used.
  • the intra prediction unit 550, the motion compensator 560, the deblocking unit 570, and the offset (SAO) adjusting unit 580 all perform operations based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit. It must be done.
  • the intra predictor 550 and the motion compensator 560 determine partitions and prediction modes for each coding unit having a tree structure, and the inverse transform unit 540 must determine the size of the transform unit for each coding unit. .
  • the motion compensator 560 may determine a reference index based on the inter prediction scheme described above with reference to FIGS. 1A and 3B, and perform motion compensation using a reference picture corresponding to the reference index among the reference pictures. have.
  • FIG. 10 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment use hierarchical coding units to consider image characteristics.
  • the maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
  • the hierarchical structure 600 of a coding unit illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is three.
  • the maximum depth indicates the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided.
  • a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
  • the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64.
  • a depth deeper along the vertical axis includes a coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, a coding unit 630 of depth 2 having a size of 16x16, and a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8.
  • a coding unit 640 of depth 3 having a size of 4 ⁇ 4 is a minimum coding unit.
  • Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
  • the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
  • the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
  • the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
  • the partition for inter prediction according to an embodiment may not include partitions 646 having a size of 4 ⁇ 4.
  • the coding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 may determine a coding depth of the maximum coding unit 610.
  • the number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
  • encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. .
  • a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth.
  • the depth and the partition in which the minimum coding error occurs in the maximum coding unit 610 may be selected as the coding depth and the partition type of the maximum coding unit 610.
  • FIG. 11 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus 100 encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit.
  • the size of a transformation unit for transformation in the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
  • the 32x32 size conversion unit 720 is The conversion can be performed.
  • the data of the 64x64 coding unit 710 is transformed into 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units of 64x64 size or less, and then encoded, and the transform unit having the least error with the original is selected. Can be.
  • FIG. 12 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 is information about an encoding mode, and information about a partition type 800 and information 810 about a prediction mode for each coding unit of each coded depth.
  • the information 820 about the size of the transformation unit may be encoded and transmitted.
  • the information about the partition type 800 is a data unit for predictive encoding of the current coding unit and indicates information about a partition type in which the prediction unit of the current coding unit is divided.
  • the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used.
  • the information 800 about the partition type of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
  • Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition type is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. Whether or not can be set.
  • the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit.
  • the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second inter transform unit size 828. have.
  • the image data and encoding information extractor 210 of the video decoding apparatus 200 may include information about a partition type 800, information 810 about a prediction mode, and transformation for each depth-based coding unit. Information 820 about the unit size may be extracted and used for decoding.
  • FIG. 13 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present invention.
  • Segmentation information may be used to indicate a change in depth.
  • the split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
  • the prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition type 912 having a size of 2N_0x2N_0, a partition type 914 having a size of 2N_0xN_0, a partition type 916 having a size of N_0x2N_0, and a N_0xN_0 It may include a partition type 918 of size. Although only partitions 912, 914, 916, and 918 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition type is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
  • prediction coding For each partition type, prediction coding must be performed repeatedly for one 2N_0x2N_0 partition, two 2N_0xN_0 partitions, two N_0x2N_0 partitions, and four N_0xN_0 partitions.
  • prediction encoding For partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0, a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0, prediction encoding may be performed in an intra mode and an inter mode. The skip mode may be performed only for prediction encoding on partitions having a size of 2N_0x2N_0.
  • the depth 0 is changed to 1 and split (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition type having the size N_0xN_0.
  • the prediction unit 940 for predictive encoding of the coding unit 930 having a depth of 1 and a size of 2N_1x2N_1 includes a partition type 942 having a size of 2N_1x2N_1, a partition type 944 having a size of 2N_1xN_1, and a partition type having a size of N_1x2N_1.
  • 946, a partition type 948 of size N_1 ⁇ N_1 may be included.
  • the depth 1 is changed to the depth 2 and divided (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2.
  • the encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
  • depth-based coding units may be set until depth d-1, and split information may be set up to depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1)
  • the prediction unit for 990 is a partition type 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), partition type 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), size A partition type 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition type 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
  • one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_ Prediction encoding is repeatedly performed for each partition of (d-1) and four partitions of size N_ (d-1) xN_ (d-1), so that a partition type having a minimum encoding error may be searched. .
  • the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer
  • the encoding depth of the current maximum coding unit 900 may be determined as the depth d-1, and the partition type may be determined as N_ (d-1) xN_ (d-1) without going through a division process into lower depths.
  • split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
  • the data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit.
  • the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest coding depth, into four divisions.
  • the video encoding apparatus 100 compares the encoding errors for each depth of the coding unit 900, selects a depth at which the smallest encoding error occurs, and determines a coding depth.
  • the partition type and the prediction mode may be set to the encoding mode of the coded depth.
  • the depth with the smallest error can be determined by comparing the minimum coding errors for all depths of depths 0, 1, ..., d-1, d, and can be determined as the coding depth.
  • the coded depth, the partition type of the prediction unit, and the prediction mode may be encoded and transmitted as information about an encoding mode.
  • the coding unit since the coding unit must be split from the depth 0 to the coded depth, only the split information of the coded depth is set to '0', and the split information for each depth except the coded depth should be set to '1'.
  • the image data and encoding information extractor 220 of the video decoding apparatus 200 may extract information about a coding depth and a prediction unit for the coding unit 900 and use the same to decode the coding unit 912. Can be.
  • the video decoding apparatus 200 may identify a depth having split information of '0' as a coding depth using split information for each depth, and may use the decoding depth by using information about an encoding mode for a corresponding depth. have.
  • 14, 15, and 16 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present invention.
  • the coding units 1010 are coding units according to coding depths determined by the video encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the maximum coding unit.
  • the prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each coding depth of each coding depth among the coding units 1010, and the transformation unit 1070 is transformation units of each coding depth for each coding depth.
  • the depth-based coding units 1010 have a depth of 0
  • the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1
  • the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths.
  • coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three
  • coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
  • partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are partition types of 2NxN, partitions 1016, 1048, and 1052 are partition types of Nx2N, and partitions 1032 are partition types of NxN. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
  • the image data of the part 1052 of the transformation units 1070 is transformed or inversely transformed into a data unit having a smaller size than the coding unit.
  • the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and transform / inverse transform operations for the same coding unit. Each can be performed on a separate data unit.
  • coding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit to determine an optimal coding unit.
  • coding units having a recursive tree structure may be configured.
  • the encoding information may include split information about a coding unit, partition type information, prediction mode information, and transformation unit size information. Table 1 below shows an example that can be set in the video encoding apparatus 100 and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 outputs encoding information about coding units having a tree structure
  • the encoding information extraction unit of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
  • the split information indicates whether the current coding unit is split into coding units of a lower depth. If the split information of the current depth d is 0, partition type information, prediction mode, and transform unit size information are defined for the coded depth because the depth in which the current coding unit is no longer divided into the lower coding units is a coded depth. Can be. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
  • the prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • Intra mode and inter mode can be defined in all partition types, and skip mode can be defined only in partition type 2Nx2N.
  • the partition type information indicates the symmetric partition types 2Nx2N, 2NxN, Nx2N and NxN, in which the height or width of the prediction unit is divided by the symmetrical ratio, and the asymmetric partition types 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, which are divided by the asymmetrical ratio.
  • the asymmetric partition types 2NxnU and 2NxnD are divided into heights 1: 3 and 3: 1, respectively, and the asymmetric partition types nLx2N and nRx2N are divided into 1: 3 and 3: 1 widths, respectively.
  • the conversion unit size may be set to two kinds of sizes in the intra mode and two kinds of sizes in the inter mode. That is, if the transformation unit split information is 0, the size of the transformation unit is set to the size 2Nx2N of the current coding unit. If the transform unit split information is 1, a transform unit having a size obtained by dividing the current coding unit may be set. In addition, if the partition type for the current coding unit having a size of 2Nx2N is a symmetric partition type, the size of the transform unit may be set to NxN, and if the asymmetric partition type is N / 2xN / 2.
  • Encoding information of coding units having a tree structure may be allocated to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit unit of a coding depth.
  • the coding unit of the coding depth may include at least one prediction unit and at least one minimum unit having the same encoding information.
  • the encoding information held by each adjacent data unit is checked, it may be determined whether the adjacent data units are included in the coding unit having the same coding depth.
  • the coding unit of the corresponding coding depth may be identified by using the encoding information held by the data unit, the distribution of the coded depths within the maximum coding unit may be inferred.
  • the encoding information of the data unit in the depth-specific coding unit adjacent to the current coding unit may be directly referred to and used.
  • the prediction coding when the prediction coding is performed by referring to the neighboring coding unit, the data adjacent to the current coding unit in the coding unit according to depths is encoded by using the encoding information of the adjacent coding units according to depths.
  • the neighboring coding unit may be referred to by searching.
  • FIG. 17 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • the maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of a coded depth. Since one coding unit 1318 is a coding unit of a coded depth, split information may be set to zero.
  • the partition type information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N is partition type 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, nLx2N (1336). And nRx2N 1338.
  • the transform unit split information (TU size flag) is a type of transform index, and a size of a transform unit corresponding to the transform index may be changed according to a prediction unit type or a partition type of a coding unit.
  • the partition type information is set to one of the symmetric partition types 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, and NxN 1328
  • the conversion unit partition information is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1342 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
  • the partition type information is set to one of the asymmetric partition types 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 ⁇ N / 2 may be set.
  • the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 17 is a flag having a value of 0 or 1, but the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically.
  • the transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
  • the size of the transformation unit actually used may be expressed.
  • the video encoding apparatus 100 may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information.
  • the encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS.
  • the video decoding apparatus 200 may use the maximum transform unit size information, the minimum transform unit size information, and the maximum transform unit split information to use for video decoding.
  • the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex'
  • the minimum transform unit size is 'MinTransformSize'
  • the transform unit split information is 0,
  • the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'.
  • the size 'CurrMinTuSize' can be defined as in relation (1) below.
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (1), 'RootTuSize / (2 ⁇ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
  • the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
  • RootTuSize may be determined according to the following relation (2).
  • 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size
  • 'PUSize' represents the current prediction unit size.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
  • 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below.
  • 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (3)
  • the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
  • the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
  • image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the video decoding method based on the coding units of the tree structure.
  • decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video that is a picture sequence.
  • the reconstructed video can be played back by a playback device, stored in a storage medium, or transmitted over a network.
  • the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).
  • the video encoding method according to the inter prediction method, the motion prediction method, and the motion compensation method described above with reference to FIGS. 1A to 17 is collectively referred to as the video encoding method of the present invention.
  • the video decoding method according to the above-described inter prediction method and the motion compensation method described above with reference to FIGS. 1A to 20 is referred to as a video decoding method of the present invention.
  • the encoding device is collectively referred to as the "video encoding device of the present invention.”
  • a video decoding apparatus including the reference image determination apparatus 10, the motion compensation apparatus 30, the video decoding apparatus 200, or the image decoding unit 500 described above with reference to FIGS. 1A through 17 may be referred to as “the present invention. Collectively referred to as a video decoding apparatus.
  • a computer-readable storage medium in which a program is stored according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.
  • the disk 26000 described above as a storage medium may be a hard drive, a CD-ROM disk, a Blu-ray disk, or a DVD disk.
  • the disk 26000 is composed of a plurality of concentric tracks tr, and the tracks are divided into a predetermined number of sectors Se in the circumferential direction.
  • a program for implementing the above-described quantization parameter determination method, video encoding method, and video decoding method may be allocated and stored in a specific region of the disc 26000 which stores the program according to the above-described embodiment.
  • a computer system achieved using a storage medium storing a program for implementing the above-described video encoding method and video decoding method will be described below with reference to FIG. 19.
  • the computer system 26700 may store a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method of the present invention on the disc 26000 using the disc drive 26800.
  • the program may be read from the disk 26000 by the disk drive 26800, and the program may be transferred to the computer system 26700.
  • a program for implementing at least one of the video encoding method and the video decoding method may be stored in a memory card, a ROM cassette, and a solid state drive (SSD). .
  • the service area of the communication system is divided into cells of a predetermined size, and wireless base stations 11700, 11800, 11900, and 12000 that serve as base stations are installed in each cell.
  • the content supply system 11000 includes a plurality of independent devices.
  • independent devices such as a computer 12100, a personal digital assistant (PDA) 12200, a camera 12300, and a mobile phone 12500 may be an Internet service provider 11200, a communication network 11400, and a wireless base station. 11700, 11800, 11900, and 12000 to connect to the Internet 11100.
  • PDA personal digital assistant
  • the content supply system 11000 is not limited to the structure shown in FIG. 20, and devices may be selectively connected.
  • the independent devices may be directly connected to the communication network 11400 without passing through the wireless base stations 11700, 11800, 11900, and 12000.
  • the video camera 12300 is an imaging device capable of capturing video images like a digital video camera.
  • the mobile phone 12500 is such as Personal Digital Communications (PDC), code division multiple access (CDMA), wideband code division multiple access (W-CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), and Personal Handyphone System (PHS). At least one communication scheme among various protocols may be adopted.
  • PDC Personal Digital Communications
  • CDMA code division multiple access
  • W-CDMA wideband code division multiple access
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • PHS Personal Handyphone System
  • the video camera 12300 may be connected to the streaming server 11300 through the wireless base station 11900 and the communication network 11400.
  • the streaming server 11300 may stream and transmit the content transmitted by the user using the video camera 12300 through real time broadcasting.
  • Content received from the video camera 12300 may be encoded by the video camera 12300 or the streaming server 11300.
  • Video data captured by the video camera 12300 may be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100.
  • Video data captured by the camera 12600 may also be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100.
  • the camera 12600 is an imaging device capable of capturing both still and video images, like a digital camera.
  • Video data received from the camera 12600 may be encoded by the camera 12600 or the computer 12100.
  • Software for video encoding and decoding may be stored in a computer readable recording medium such as a CD-ROM disk, a floppy disk, a hard disk drive, an SSD, or a memory card that the computer 12100 may access.
  • video data may be received from the mobile phone 12500.
  • the video data may be encoded by a large scale integrated circuit (LSI) system installed in the video camera 12300, the mobile phone 12500, or the camera 12600.
  • LSI large scale integrated circuit
  • a user is recorded using a video camera 12300, a camera 12600, a mobile phone 12500, or another imaging device.
  • the content is encoded and sent to the streaming server 11300.
  • the streaming server 11300 may stream and transmit content data to other clients who have requested the content data.
  • the clients are devices capable of decoding the encoded content data, and may be, for example, a computer 12100, a PDA 12200, a video camera 12300, or a mobile phone 12500.
  • the content supply system 11000 allows clients to receive and play encoded content data.
  • the content supply system 11000 enables clients to receive and decode and reproduce encoded content data in real time, thereby enabling personal broadcasting.
  • the video encoding apparatus and the video decoding apparatus of the present invention may be applied to encoding and decoding operations of independent devices included in the content supply system 11000.
  • the mobile phone 12500 is not limited in functionality and may be a smart phone that can change or expand a substantial portion of its functions through an application program.
  • the mobile phone 12500 includes a built-in antenna 12510 for exchanging RF signals with the wireless base station 12000, and displays images captured by the camera 1530 or images received and decoded by the antenna 12510. And a display screen 12520 such as an LCD (Liquid Crystal Display) and an OLED (Organic Light Emitting Diodes) screen for displaying.
  • the smartphone 12510 includes an operation panel 12540 including a control button and a touch panel. When the display screen 12520 is a touch screen, the operation panel 12540 further includes a touch sensing panel of the display screen 12520.
  • the smart phone 12510 includes a speaker 12580 or another type of audio output unit for outputting voice and sound, and a microphone 12550 or another type of audio input unit for inputting voice and sound.
  • the smartphone 12510 further includes a camera 1530 such as a CCD camera for capturing video and still images.
  • the smartphone 12510 may be a storage medium for storing encoded or decoded data, such as video or still images captured by the camera 1530, received by an e-mail, or obtained in another form. 12570); And a slot 12560 for mounting the storage medium 12570 to the mobile phone 12500.
  • the storage medium 12570 may be another type of flash memory such as an electrically erasable and programmable read only memory (EEPROM) embedded in an SD card or a plastic case.
  • EEPROM electrically erasable and programmable read only memory
  • FIG. 22 illustrates an internal structure of the mobile phone 12500.
  • the power supply circuit 12700 the operation input controller 12640, the image encoder 12720, and the camera interface (12630), LCD control unit (12620), image decoding unit (12690), multiplexer / demultiplexer (12680), recording / reading unit (12670), modulation / demodulation unit (12660) and
  • the sound processor 12650 is connected to the central controller 12710 through the synchronization bus 1730.
  • the power supply circuit 12700 supplies power to each part of the mobile phone 12500 from the battery pack, thereby causing the mobile phone 12500 to operate. Can be set to an operating mode.
  • the central controller 12710 includes a CPU, a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM).
  • the digital signal is generated in the mobile phone 12500 under the control of the central controller 12710, for example, the digital sound signal is generated in the sound processor 12650.
  • the image encoder 12720 may generate a digital image signal, and text data of the message may be generated through the operation panel 12540 and the operation input controller 12640.
  • the modulator / demodulator 12660 modulates a frequency band of the digital signal, and the communication circuit 12610 is a band-modulated digital signal. Digital-to-analog conversion and frequency conversion are performed on the acoustic signal.
  • the transmission signal output from the communication circuit 12610 may be transmitted to the voice communication base station or the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the sound signal acquired by the microphone 12550 is converted into a digital sound signal by the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710.
  • the generated digital sound signal may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the text data of the message is input using the operation panel 12540, and the text data is transmitted to the central controller 12610 through the operation input controller 12640.
  • the text data is converted into a transmission signal through the modulator / demodulator 12660 and the communication circuit 12610, and transmitted to the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the image data photographed by the camera 1530 is provided to the image encoder 12720 through the camera interface 12630.
  • the image data photographed by the camera 1252 may be directly displayed on the display screen 12520 through the camera interface 12630 and the LCD controller 12620.
  • the structure of the image encoder 12720 may correspond to the structure of the video encoding apparatus as described above.
  • the image encoder 12720 encodes the image data provided from the camera 1252 according to the video encoding method of the present invention described above, converts the image data into compression-encoded image data, and multiplexes / demultiplexes the encoded image data. (12680).
  • the sound signal acquired by the microphone 12550 of the mobile phone 12500 is also converted into digital sound data through the sound processing unit 12650 during recording of the camera 1250, and the digital sound data is converted into the multiplexing / demultiplexing unit 12680. Can be delivered.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 multiplexes the encoded image data provided from the image encoder 12720 together with the acoustic data provided from the sound processor 12650.
  • the multiplexed data may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the signal received through the antenna converts the digital signal through a frequency recovery (Analog-Digital conversion) process .
  • the modulator / demodulator 12660 demodulates the frequency band of the digital signal.
  • the band demodulated digital signal is transmitted to the video decoder 12690, the sound processor 12650, or the LCD controller 12620 according to the type.
  • the mobile phone 12500 When the mobile phone 12500 is in the call mode, the mobile phone 12500 amplifies a signal received through the antenna 12510 and generates a digital sound signal through frequency conversion and analog-to-digital conversion processing.
  • the received digital sound signal is converted into an analog sound signal through the modulator / demodulator 12660 and the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710, and the analog sound signal is output through the speaker 12580. .
  • a signal received from the radio base station 12000 via the antenna 12510 is converted into multiplexed data as a result of the processing of the modulator / demodulator 12660.
  • the output and multiplexed data is transmitted to the multiplexer / demultiplexer 12680.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 demultiplexes the multiplexed data to separate the encoded video data stream and the encoded audio data stream.
  • the encoded video data stream is provided to the video decoder 12690, and the encoded audio data stream is provided to the sound processor 12650.
  • the structure of the image decoder 12690 may correspond to the structure of the video decoding apparatus as described above.
  • the image decoder 12690 generates the reconstructed video data by decoding the encoded video data by using the video decoding method of the present invention described above, and displays the reconstructed video data through the LCD controller 1262 through the display screen 1252. ) Can be restored video data.
  • video data of a video file accessed from a website of the Internet can be displayed on the display screen 1252.
  • the sound processor 1265 may convert the audio data into an analog sound signal and provide the analog sound signal to the speaker 1258. Accordingly, audio data contained in a video file accessed from a website of the Internet can also be reproduced in the speaker 1258.
  • the mobile phone 1250 or another type of communication terminal is a transmitting / receiving terminal including both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus of the present invention, a transmitting terminal including only the video encoding apparatus of the present invention described above, or the video decoding apparatus of the present invention. It may be a receiving terminal including only.
  • FIG. 23 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system according to the present invention.
  • the digital broadcasting system according to the embodiment of FIG. 23 may receive a digital broadcast transmitted through a satellite or terrestrial network using the video encoding apparatus and the video decoding apparatus.
  • the broadcast station 12890 transmits the video data stream to the communication satellite or the broadcast satellite 12900 through radio waves.
  • the broadcast satellite 12900 transmits a broadcast signal, and the broadcast signal is received by the antenna 12860 in the home to the satellite broadcast receiver.
  • the encoded video stream may be decoded and played back by the TV receiver 12610, set-top box 12870, or other device.
  • the playback device 12230 can read and decode the encoded video stream recorded on the storage medium 12020 such as a disk and a memory card.
  • the reconstructed video signal may thus be reproduced in the monitor 12840, for example.
  • the video decoding apparatus of the present invention may also be mounted in the set-top box 12870 connected to the antenna 12860 for satellite / terrestrial broadcasting or the cable antenna 12850 for cable TV reception. Output data of the set-top box 12870 may also be reproduced by the TV monitor 12880.
  • the video decoding apparatus of the present invention may be mounted on the TV receiver 12810 instead of the set top box 12870.
  • An automobile 12920 with an appropriate antenna 12910 may receive signals from satellite 12800 or radio base station 11700.
  • the decoded video may be played on the display screen of the car navigation system 12930 mounted on the car 12920.
  • the video signal may be encoded by the video encoding apparatus of the present invention and recorded and stored in a storage medium.
  • the video signal may be stored in the DVD disk 12960 by the DVD recorder, or the video signal may be stored in the hard disk by the hard disk recorder 12950.
  • the video signal may be stored in the SD card 12970. If the hard disk recorder 12950 includes the video decoding apparatus of the present invention according to an embodiment, the video signal recorded on the DVD disk 12960, the SD card 12970, or another type of storage medium is output from the monitor 12880. Can be recycled.
  • the vehicle navigation system 12930 may not include the camera 1530, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 20.
  • the computer 12100 and the TV receiver 12610 may not include the camera 1250, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 20.
  • FIG. 24 illustrates a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to an embodiment of the present invention.
  • the cloud computing system of the present invention may include a cloud computing server 14100, a user DB 14100, a computing resource 14200, and a user terminal.
  • the cloud computing system provides an on demand outsourcing service of computing resources through an information communication network such as the Internet at the request of a user terminal.
  • service providers integrate the computing resources of data centers located in different physical locations into virtualization technology to provide users with the services they need.
  • the service user does not install and use computing resources such as application, storage, operating system, and security in each user's own terminal, but services in virtual space created through virtualization technology. You can choose as many times as you want.
  • a user terminal of a specific service user accesses the cloud computing server 14100 through an information communication network including the Internet and a mobile communication network.
  • the user terminals may be provided with a cloud computing service, particularly a video playback service, from the cloud computing server 14100.
  • the user terminal may be any electronic device capable of accessing the Internet, such as a desktop PC 14300, a smart TV 14400, a smartphone 14500, a notebook 14600, a portable multimedia player (PMP) 14700, a tablet PC 14800, and the like. It can be a device.
  • the cloud computing server 14100 may integrate and provide a plurality of computing resources 14200 distributed in a cloud network to a user terminal.
  • the plurality of computing resources 14200 include various data services and may include data uploaded from a user terminal.
  • the cloud computing server 14100 integrates a video database distributed in various places into a virtualization technology to provide a service required by a user terminal.
  • the user DB 14100 stores user information subscribed to a cloud computing service.
  • the user information may include login information and personal credit information such as an address and a name.
  • the user information may include an index of the video.
  • the index may include a list of videos that have been played, a list of videos being played, and a stop time of the videos being played.
  • Information about a video stored in the user DB 14100 may be shared among user devices.
  • the playback history of the predetermined video service is stored in the user DB 14100.
  • the cloud computing server 14100 searches for and plays a predetermined video service with reference to the user DB 14100.
  • the smartphone 14500 receives the video data stream through the cloud computing server 14100, the operation of decoding the video data stream and playing the video may be performed by the operation of the mobile phone 12500 described above with reference to FIG. 21. similar.
  • the cloud computing server 14100 may refer to a playback history of a predetermined video service stored in the user DB 14100. For example, the cloud computing server 14100 receives a playback request for a video stored in the user DB 14100 from a user terminal. If the video was being played before, the cloud computing server 14100 may have a streaming method different depending on whether the video is played from the beginning or from the previous stop point according to the user terminal selection. For example, when the user terminal requests to play from the beginning, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the first frame. On the other hand, if the terminal requests to continue playing from the previous stop point, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the frame at the stop point.
  • the user terminal may include the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1A through 17.
  • the user terminal may include the video encoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1A through 17.
  • the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus as described above with reference to FIGS. 1A through 17.
  • FIGS. 18 through 24 various embodiments in which the video encoding method and the video decoding method of the present invention described above with reference to FIGS. 1A through 17 are stored in a storage medium or the video encoding apparatus and the video decoding apparatus of the present invention are implemented in a device are illustrated in FIGS. 18 to 17. It is not limited to the embodiments of FIG. 24.

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Abstract

본 발명은, 인터 예측을 위한 참조영상을 결정하는 방법 및 그에 따른 인터 예측 방법을 제안한다. 본 발명은, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 현재 예측단위가 이용한 참조픽처리스트를 결정하고, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하고, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 인터예측인덱스 정보를 출력하는 인터 예측 방법을 제안한다.

Description

블록크기에 따라 인터 예측의 참조픽처리스트를 결정하는 비디오 부호화 방법과 그 장치, 비디오 복호화 방법과 그 장치
본 발명은, 인터 예측을 수반하는 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것이다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.
비디오 코덱은, 비디오의 영상들이 시간적 또는 공간적으로 서로 상관성이 높다는 특징을 이용하여 예측 기법을 이용하여 데이터량을 저감한다. 예측 기법에 따르면, 주변 영상을 이용하여 현재영상을 예측하기 위하여, 영상 간의 시간적 거리 또는 공간적 거리, 예측오차 등을 이용하여 영상정보가 기록된다.
본 발명은, 인터 예측을 위한 참조픽처리스트를 결정하는 방법 및 그에 따른 인터 예측 방법을 제안한다. 또한 본 발명은, 참조픽처리스트 정보를 효율적으로 부호화하여 전송하는 비디오 부호화 방법고, 참조픽처리스트 정보를 수신하여 판독하는 비디오 복호화 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 예측 방법은, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화 단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용한 참조픽처리스트의 종류에 따라 나타내는 인터예측인덱스를 결정하는 단계; 및 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 움직임 예측 기법에 따르면, 예측단위의 크기가 4x8 또는 8x4인 경우에 양방향 인터예측을 위한 참조픽처리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 심볼 코딩을 생략할 수 있다. 불필요한 참조픽처리스트 관련 정보의 전송 과정이 생략되므로 전송비트량이 경감할 수 있다. 마찬가지로, 일 실시예에 따른 움직임 보상 기법에 따르면, 예측단위의 크기가 4x8 또는 8x4인 경우에 양방향 인터예측을 위한 참조픽처리스트가 쌍 리스트인지 여부를 확인하는 과정이 생략되므로 데이터 파싱 과정도 단축될 수 있다.
도 1a 는 일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치의 블록도를 도시한다.
도 1b 는 일 실시예에 따른 참조영상 결정 방법의 흐름도를 도시한다.
도 2a 는 일 실시예에 따라 참조영상 결정 장치를 포함하는 움직임 예측 장치의 블록도를 도시한다.
도 2b 는 일 실시예에 따른 움직임 예측 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3a 는 일 실시예에 따라 참조영상 결정 장치를 포함하는 움직임 보상 장치의 블록도를 도시한다.
도 3b 는 일 실시예에 따른 움직임 보상 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4 는 인트라 예측 인덱스 정보의 두가지 실시예들을 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 10 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 12 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 13 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 14, 15 및 16는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 17 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 18 은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 19 는 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 20 은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 21 및 22은, 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 23 은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 24 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 예측 방법은, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화 단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용한 참조픽처리스트의 종류에 따라 나타내는 인터예측인덱스를 결정하는 단계; 및 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 상기 움직임 예측 방법은, 상기 현재 슬라이스에서, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 L0 리스트와 L1 리스트를 포함하는 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 현재 슬라이스의 슬라이스 헤더에, 상기 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않음을 나타내는 쌍예측(bi-prediction) 제한 정보를 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하는 단계는, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 현재 예측단위를 위한 참조픽처리스트가 상기 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 출력하는 단계는, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 참조픽터리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보에 대한 이진화 동작을 생략하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 보상 방법은, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조픽처리스트의 종류에 따라 나타내는 인터예측인덱스 정보를 획득하는 단계; 및 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면 L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 상기 움직임 보상 방법은, 상기 현재 슬라이스의 슬라이스 헤더로부터, 상기 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되는지 여부를 나타내는 쌍예측 제한 정보를 파싱하는 단계; 및 상기 파싱된 쌍예측 제한 정보에 기초하여, 상기 현재 슬라이스에서, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 L0 리스트와 L1 리스트를 포함하는 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 인터예측인덱스 정보를 획득하는 단계는, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 비트스트림으로부터 파싱된 이진화 비트열로부터 상기 참조픽터리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보를 판독하는 동작을 생략할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 결정하는 단계는, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 인터예측인덱스 정보로부터 상기 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트를 판독하는 단계를 포함하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 인터예측인덱스 정보가 상기 쌍 리스트를 나타내는지 여부를 확인하는 동작을 생략할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치는, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조픽처리스트를 결정하고, 상기 참조픽처리스트에 속하는 복원영상들 중에서 상기 현재 예측단위를 위한 참조블록을 결정하는 움직임 예측부; 및 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나를 나타내는 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하는 인터예측정보 출력부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치는, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조픽처리스트의 종류에 따라 나타내는 인터예측인덱스 정보를 획득하는 인터예측정보 획득부; 및 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면 L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하여, 상기 결정된 참조픽처리스트를 이용하여 상기 현재 예측단위에 대해 움직임 보상을 수행하는 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
본 발명은, 일 실시예에 따른 움직임 예측 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체를 포함한다. 본 발명은, 일 실시예에 따른 움직임 보상 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체를 포함한다.
이하 도 1a 내지 도 4을 참조하여, 일 실시예에 따라 단일방향 예측 또는 양방향 예측이 가능한 참조영상 결정 방법 및 그 장치와, 그에 상응하는 움직임 예측 방법 및 그 장치, 움직임 보상 방법 및 그 장치가 개시된다. 또한, 도 5 내지 도 17을 참조하여, 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초하는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 개시된다. 또한, 도 18 내지 도 24을 참조하여, 일 실시예에 따른 따라 비디오 부호화 방법, 비디오 복호화 방법이 적용가능한 다양한 실시예들이 개시된다. 이하, '영상'은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.
도 1a 는 일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)의 블록도를 도시한다. 도 1b 는 일 실시예에 따른 참조영상 결정 방법의 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)는, 참조픽처리스트 결정부(12) 및 참조인덱스 결정부(14)를 포함한다.
일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)는, 참조픽처리스트 결정부(12) 및 참조인덱스 결정부(14)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 참조픽처리스트 결정부(12) 및 참조인덱스 결정부(14)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 참조영상 결정 장치(10)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 참조픽처리스트 결정부(12) 및 참조인덱스 결정부(14)가 제어될 수도 있다.
일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)는, 참조픽처리스트 결정부(12) 및 인터 예측부(14)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 참조영상 결정 장치(10)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)는, 비디오의 영상들에 대해 시간적 예측을 위해 이용되는 참조영상을 결정한다. 참조영상 결정 장치(10)는, 현재영상과 참조영상 간의 위치 차이, 잔차성분(Residue) 등을 나타내는 예측정보를 결정한다. 따라서, 영상의 전체 데이터 대신에 예측정보를 이용하여 영상정보가 기록될 수 있다.
시간적 예측부호화에 따르면, 재생시간상으로 전후 영상을 참조하여 현재영상이 예측될 수 있다. 재생시간 상으로는 앞서거나 늦어도 무방하지만, 부호화 순서 또는 복원 순서상으로는 현재영상보다 먼저 부호화되거나 먼저 복원된 영상들이, 현재영상의 예측부호화를 위해 참조될 수 있다. 현재영상 및 참조영상은 픽처, 프레임, 필드, 슬라이스 등을 포함하는 영상 데이터 단위일 수 있다.
일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)는, 인터 예측의 빠른 연산을 위해 현재영상을 다수의 블록들로 분할하고, 블록들에 대하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 즉, 현재영상이 분할된 다수의 블록들 중 현재블록에 대한 인터 예측을 위해, 참조영상이 분할된 다수의 블록들 중 하나의 블록을 참조할 수 있다.
B 슬라이스 타입의 영상을 위한 인터 예측은 전방 예측(forward prediction) 및 후방 예측(backward predciton)을 포함할 수 있다. 전방 예측에서는, 현재 영상보다 POC 번호가 앞서는 영상을 참조하여 현재 영상에 대한 인터 예측이 수행될 수 있다. 반대로 후방 예측에서는, 현재 영상보다 POC 번호가 늦은 영상을 참조하여 현재 영상에 대한 인터 예측이 수행될 수 있다.
참조픽처리스트는, 참조영상을 가리키는 인덱스를 포함한다. 일 실시예에 따른 참조픽처리스트는, L0 리스트 및 L1 리스트로 분류될 수 있다. L0 리스트, L1 리스트는 각각 하나 이상의 참조영상을 가리키는 참조인덱스와, 참조순서에 대한 정보를 포함할 수 있다. 참조픽처리스트에 할당되는 참조영상의 기본유효개수는 미리 설정될 수 있다.
예를 들어, 리스트 0 예측(List 0 prediction)을 위한 L0 리스트는, 우선적으로 전방 예측을 위한 참조영상들을 가리키는 참조인덱스를 포함할 수 있다. 다만, L0 리스트에 설정된 참조영상의 기본유효개수에 비해 전방 예측을 위한 참조영상들의 개수가 적다면, L0 리스트는 후방 예측을 위한 참조영상을 가리키는 참조인덱스도 더 포함할 수 있다.
예를 들어 리스트 1 예측(List 1 prediction)을 위한 L1 리스트는, 우선적으로 후방 예측을 위한 참조영상들을 가리키는 참조인덱스를 포함할 수 있다. 다만, L1 리스트에 설정된 참조영상의 기본유효개수에 비해 후방 예측을 위한 참조영상들의 개수가 적다면, L1 리스트는 전방 예측을 위한 참조영상을 가리키는 참조인덱스도 더 포함할 수 있다.
현재영상의 인터 예측을 위해, L0 리스트와 L1 리스트 중 적어도 어느 하나의 참조픽처리스트 중에서 참조영상이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 참조픽처리스트 결정부(12)는, B 슬라이스 타입의 현재영상의 인터 예측을 위해 어느 참조픽처리스트를 이용할지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 현재 슬라이스가 L0 리스트를 이용할지 L1 리스트를 이용할지 결정될 수 있다. 또한, 현재 슬라이스를 위해, L0 리스트 및 L1 리스트를 모두 포함하는 쌍 리스트를 사용하는 쌍 예측(bi-prediction)이 수행될 수도 있다.
일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)는, 각 참조픽처리스트에 할당되는 참조영상들의 참조순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 참조픽처리스트에 할당되는 참조영상들 중에서 현재영상과 디스플레이 순서상 가까운 참조영상을 우선적으로 참조하도록 참조순서가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 참조픽처리스트 결정부(12)는, 블록을 포함하는 슬라이스의 슬라이스 타입을 확인하고, 슬라이스 타입에 따라 참조픽처리스트를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 참조픽처리스트 결정부(12)는, 슬라이스가 단일방향 예측 또는 양방향 예측이 가능한 B 슬라이스 타입이라면, 블록의 참조픽처리스트를 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중에서 하나로 결정할 수 있다. 참조픽처리스트 결정부(12)는, 슬라이스의 인터 예측을 위해 사용되는 참조픽처리스트를 결정할 수 있다. 참조픽처리스트는 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 블록의 크기에 따라 인터예측을 위해 사용될 수 있는 참조픽처리스트의 종류가 제한될 수도 있다. 예를 들어, B 슬라이스 타입의 블록의 크기가 4x8, 8x4인 경우에는, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 이용하는 인터예측만이 허용될 수 있다. B 슬라이스 타입의 블록에게 쌍 리스트를 이용하는 인터 예측이 허용되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 참조인덱스 결정부(14)는, 참조픽처리스트에 기초하여 참조픽처리스트 중에서 참조영상을 가리키는 참조인덱스를 결정할 수 있다.
예를 들어 참조인덱스 결정부(14)는, 블록을 위한 참조인덱스로서 L0 리스트 중에서 L0 참조인덱스를 결정하거나, L1 리스트 중에서 L1 참조인덱스를 결정할 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)가 인터 예측을 위해 참조영상을 결정하는 과정을 도 1b를 참조하여 기술한다.
단계 11에서 참조픽처리스트 결정부(12)는, 블록을 포함하는 슬라이스의 슬라이스 타입을 확인할 수 있다. 단계 13에서 참조픽처리스트 결정부(12)는, 현재 슬라이스 타입이 B 슬라이스 타입이라면, 블록의 참조픽처리스트를 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중에서 하나로 결정할 수 있다.
단계 15에서 참조 인덱스 결정부(14)는, 참조픽처리스트 결정부(12)에서 결정된 참조픽처리스트가 L1 리스트가 아니라면, 블록을 위한 참조인덱스로서 L0 리스트 중에서 L0 참조인덱스를 결정할 수 있다. 즉, 참조픽처리스트가 L0 리스트 또는 쌍 리스트인 경우에, L0 리스트 중에서 적어도 하나의 참조인덱스가 선택될 수 있다.
참조픽처리스트 결정부(12)에서 결정된 참조픽처리스트가 L1 리스트라면, L0 참조인덱스를 결정하지 않고 단계 17로 진행한다.
단계 17에서 참조 인덱스 결정부(14)는, 참조픽처리스트 결정부(12)에서 결정된 참조픽처리스트가 L0 리스트가 아니라면, 블록을 위한 참조인덱스로서 L1 리스트 중에서 L1 참조인덱스를 결정할 수 있다. 즉, 참조픽처리스트가 L1 리스트 또는 쌍 리스트인 경우에, L1 리스트 중에서 적어도 하나의 참조인덱스가 선택될 수 있다.
따라서, 참조픽처리스트가 쌍 리스트인 경우에는, 단계 15 및 17을 통해 L0 리스트 중에서 적어도 하나의 L0 참조인덱스가 결정되고, L1 리스트 중에서 적어도 하나의 L1 참조인덱스가 결정될 수 있다.
단계 15에서, 참조인덱스 결정부(14)는 L0 참조인덱스를 결정하고, L0 참조인덱스가 나타내는 참조영상 내에서 참조블록을 가리키는 제1 움직임 벡터의 차분값도 결정할 수 있다.
단계 17에서, 참조인덱스 결정부(14)는 L1 참조인덱스를 결정하고, L1 참조인덱스가 나타내는 참조영상 내에서 참조블록을 가리키는 제2 움직임 벡터의 차분값도 결정할 수 있다.
참조 인덱스는 참조픽처리스트에 속하는 참조영상들 사이의 순서를 나타내고, 움직임 벡터는, 소정 참조영상 내에서 참조블록의 위치를 가리킬 수 있다. 따라서, 참조인덱스와 움직임 벡터를 기초로, 블록의 인터 예측을 위한 참조영상과 참조블록이 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)는, 참조픽처리스트를 나타내는 정보로서, 2비트의 인터예측인덱스 정보를 이용할 수 있다.
일 실시예에 따른 2비트의 인터예측인덱스 정보에 대해 컨텍스트 기반의 엔트로피 부호화 또는 엔트로피 복호화를 수행하기 위해, 인터예측인덱스 정보를 나타내는 심볼의 확률 정보를 포함하는 컨텍스트 모델이 이용될 수 있다. 특히 심볼의 빈마다 컨텍스트 모델이 결정되므로, 인터예측인덱스 정보의 2비트에 각각 대응하는 두개의 빈(bin)들에 대해 컨텍스트 모델이 각각 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측인덱스 정보의 빈들 중 첫번째 빈은 참조픽처리스트가 단일리스트 또는 쌍 리스트인지를 나타낼 수 있다. 첫번째 빈이 쌍 리스트 인터 예측을 나타낸다면, 두번째 빈은 더 이상 정의될 필요가 없다. 다만, 첫번째 빈이 단일리스트를 이용하는 인터 예측을 나타내는 경우에는, 두번째 빈은 L0 리스트인지 L1 리스트인인지를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따라, 블록의 크기가 4x8, 8x4이 경우와 같이, B 슬라이스 타입의 블록의 가로와 세로 크기의 합이 12인 경우에는, 쌍 리스트를 이용하는 인터 예측이 허용되지 않으므로, 블록의 인터예측인덱스 정보는 L0 리스트 또는 L1 리스트를 나타낼 수 있다. 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트만이 인터예측인덱스 정보로서 결정될 수 있다. 따라서, 블록의 인터예측인덱스 정보로서 L0 리스트 예측 또는 L1 리스트 예측을 나타내는 비트열만이 결정되고, 쌍 예측을 나타내는 비트열은 결정되지 않을 수 있다.
B 슬라이스 타입의 블록의 가로와 세로 크기의 합이 12가 아닌 경우에는, 블록에 대해, L0 리스트 예측, L1 리스트 예측, 쌍 예측 중 어느 하나를 나타내는 인터예측인덱스 정보가 결정될 수 있다.
이하 도 2a 및 2b를 참조하여, 일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)에서 결정된 참조픽처를 이용하여 움직임 예측을 수행하는 과정을 상술한다. 또한, 도 3a 및 3b를 참조하여, 일 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10)에서 결정된 참조픽처를 이용하여 움직임 보상을 수행하는 과정을 상술한다.
도 2a 는 일 실시예에 따라 참조영상 결정 장치(10)를 포함하는 움직임 예측 장치(20)의 블록도를 도시한다. 도 2b 는 일 실시예에 따른 참조영상 결정 방법을 수행하는 움직임 예측 방법의 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)는, 움직임 예측부(22) 및 인터 예측 정보 출력부(24)를 포함한다.
일 실시예에 따른 움직임 예측부(22)는, 현재 블록을 포함하는 현재 슬라이스의 슬라이스 타입을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 예측부(22)는, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 현재 블록이 인터 예측을 위해 이용할 참조픽처리스트를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 예측부(22)는, L0 리스트 및 L1 리스트 중 적어도 하나에 속한 참조픽처들을 이용하여, 블록에 대한 움직임 예측을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 예측부(22)는, 결정된 참조픽처리스트에 할당된 참조영상들 중에서, 현재블록을 위한 참조픽처를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 예측부(12)는, 참조픽처리스트에 속하는 복원영상들 중에서 현재 블록을 위한 참조블록을 결정할 수 있다. 움직임 예측부(12)는, 결정된 참조영상의 블록들과 현재영상의 현재블록과의 유사도를 결정하여, 현재블록과 오차가 가장 적은 블록을 검출한다. 즉, 움직임 예측을 통해 가장 유사한 블록이 검출되고, 검출된 블록이 참조블록을 결정될 수 있다. 또한 검출된 참조블록을 포함하는 픽처가 참조픽처로서 결정될 수 있다. 현재블록과 가장 유사한 적어도 하나의 참조블록이 결정되는 경우에는 적어도 하나의 참조픽처가 결정될 수도 있다.
움직임 예측부(12)는, 현재 예측단위와 상기 참조블록 사이의 공간 거리를 나타내는 움직임 벡터와, 현재 예측단위와 상기 참조블록 사이의 픽셀값 차이를 나타내는 잔차 성분을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 인터 예측 정보 출력부(24)는, 참조픽처리스트에 속하는 복원영상들 중에서 참조블록을 포함하는 복원영상을 나타내는 참조인덱스 정보, 현재 예측단위의 움직임 벡터와 이전 움직임 벡터의 차분을 나타내는 움직임 벡터 차분 정보 및 잔차 성분을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 인터 예측 정보 출력부(24)는, 현재 블록을 위한 참조픽처리스트의 종류를 나타내는 인터예측인덱스 정보를 생성하여 출력할 수 있다. 현재블록의 인터예측을 위해, L0 리스트, L1 리스트 또는 쌍 리스트가 사용되는지 여부를 나타내는 인터예측인덱스 정보가 출력될 수 있다.
인터 예측이 수행되는 현재 블록을 예측단위(prediction unit)라고 명명할 수 있다. 단계 21에서, 움직임 예측부(22)는, 부호화단위가 포함된 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용한 참조리스트를 결정할 수 있다. 참조리스트는 L0 리스ㅌ, L1 리스트 또는 쌍 리스트로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 예측부(22)는 예측단위의 크기를 결정하고, 예측단위의 크기에 따라 인터예측을 위해 선택할 수 있는 참조픽처리스트의 종류를 제한할 수도 있다.
일 실시예에 따라 현재 블록의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 현재 블록의 인터예측인덱스는 L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타낼 수 있다. 현재 블록의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 현재블록의 인터예측인덱스는 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타낼 수 있다.
단계 23에서, 인터예측 정보 출력부(24)는, 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력할 수 있다.
인터예측인덱스 정보 전송부(24)는, 비트스트림 중에서 블록의 예측정보를 포함하는 예측단위 필드에, L0 예측, L1 방향 예측 및 쌍 예측 중 어느 하나를 나타내는 인터예측인덱스 정보를 삽입할 수 있다.
또한, 인터예측인덱스 정보 전송부(24)는, 인터예측인덱스 정보가 L1 예측을 나타내지 않는다면, 예측단위 필드에 L0 참조인덱스 정보 및 제1 움직임 벡터의 차분값 정보를 삽입할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 예측부(22)에서 참조블록 및 참조픽처가 결정됨에 따라, 참조픽처를 가리키는 정보, 예를 들어 참조픽처리스트에 속하는 영상들 중에서 참조픽처의 번호, 즉 참조인덱스가 결정될 수 있다. L0 리스트에 속하는 참조픽처라면 L0 참조인덱스가 결정되고. L1 리스트에 속하는 참조픽처라면 L1 참조인덱스가 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 인터 예측 정보 출력부(24)는, 참조인덱스 정보도 생성하여 예측단위 필드에 삽입할 수 있다.
이에 따라 일 실시예에 따른 인터예측인덱스 정보 전송부(24)는, 인터예측 결과 생성된 정보들을 슬라이스 헤더 및 예측단위 필드에 삽입하고, 슬라이스 헤더 및 예측단위 필드를 포함하는 비트스트림을 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른, 인터예측인덱스 정보 전송부(24)는, 인터예측인덱스 정보의 각 빈마다 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 인터예측인덱스 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 인터예측인덱스 정보 전송부(24)는, 앞서 인터예측 결과 생성된 각종 심볼들, 즉 인터예측인덱스 정보 뿐만 아니라, 움직임 벡터의 차분값 정보, 참조인덱스 정보 등에 대해 엔트로피 부호화를 수행하여 생성된 비트열을 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 예측부(22)는, 현재 슬라이스에서, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해, L0 리스트와 L1 리스트를 포함하는 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는지 여부를 미리 설정할 수 있다. 이 경우, 인터예측정보 출력부(24)는, 현재 슬라이스의 슬라이스 헤더에, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않음을 나타내는 쌍예측(bi-prediction) 제한 정보를 삽입할 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측 정보 출력부(24)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 현재 예측단위를 위한 참조픽처리스트가 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트임을 나타내는 인터예측인덱스 정보를 출력할 수 있다. 따라서 인터예측 정보 출력부(24)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 참조픽터리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보에 대한 이진화 동작을 생략할 수 있다.
엔트로피 부호화를 통해 부호화된 예측 정보들은 비트스트림의 블록 영역에 삽입되어 전송될 수 있다.
도 3a 는 일 실시예에 따라 참조영상 결정 장치(10)를 포함하는 움직임 보상 장치(30)의 블록도를 도시한다. 도 3b 는 일 실시예에 따른 참조영상 결정 방법을 수행하는 움직임 보상 방법의 흐름도를 도시한다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 인터예측정보 획득부(32) 및 움직임 보상부(34)를 포함한다.
일반적으로 비디오 부호화 과정에서, 움직임 예측과 움직임 보상이 수행될 수 있다. 또한 비디오 복호화 과정에서 움직임 보상이 수행될 수 있다. 원본 영상에 대한 움직임 예측 후에, 움직임 보상을 통해 원본 영상과 동일한 복원 영상을 생성하기 위해서는, 움직임 예측을 통해 생성된 참조정보와 잔차 성분을 이용하여 움직임 보상이 수행되어야 한다. 따라서, 비디오 부호화 과정 및 비디오 복호화 과정에서 인터모드 블록에 대한 부호화 및 복호화를 위해서는, 참조정보(참조인덱스, 움직임벡터) 및 잔차 성분에 대한 정보가 송수신되어야 한다.
일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 수신된 비트스트림 중 슬라이스 헤더로부터 슬라이스 타입 정보를 파싱할 수 있다. 파싱된 슬라이스 타입 정보를 이용하여 현재 슬라이스의 슬라이스 타입이 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 부호화단위에 포함된 예측단위들의 크기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 부호화단위가 포함된 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조리스트의 종류를 나타내는 인터예측인덱스 정보를 더 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나임을 나타내는 인터예측인덱스 정보에 기초하여 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면, L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나임을 나타내는 인터예측인덱스 정보에 기초하여 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 결정된 참조픽처리스트를 이용하여 현재 예측단위에 대해 움직임 보상을 수행할 수 있다.
단계 31에서, 인터예측정보 획득부(32)는 부호화단위가 포함된 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조리스트의 종류를 나타내는 인터예측인덱스 정보를 획득할 수 있다. 수신된 비트스트림 중에서, 예측단위 필드로부터 현재 블록(예측단위)의 참조픽처리스트를 나타내는 인터예측인덱스 정보를 파싱할 수 있다.
단계 33에서, 일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 예측단위 영역에 기초하여 현재 인터예측을 위해 이용될 수 있는 참조픽처리스트가 L0 리스트 또는 L1 리스트로 결정할 수 있다.
단계 33에서, 일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면, 인터예측인덱스 정보에 기초하여 현재 인터예측을 위해 이용될 수 있는 참조픽처리스트가 L0 리스트, L1 리스트 또는 쌍 리스트 중 하나로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는 현재 슬라이스의 슬라이스 헤더로부터, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되는지 여부를 나타내는 쌍예측 제한 정보를 파싱할 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 일 실시예에 따라 파싱된 쌍예측 제한 정보에 기초하여, 현재 슬라이스에서, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 쌍 리스트 예측을 나타내는 인터예측인덱스 정보가 파싱될지 여부를 예상될 수 있다.
또한 인터예측정보 획득부(32)는, 파싱된 쌍예측 제한 정보에 기초하여, 예측단위의 2비트의 인터예측인덱스 정보를 파싱할지, 1비트의 인터예측인덱스 정보를 파싱할지도 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 쌍 리스트 예측이 제한된다면, 일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 비트스트림으로부터 파싱된 이진화 비트열로부터 참조픽처리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보를 판독하는 동작을 생략할 수 있다.
따라서 일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 인터예측인덱스 정보로부터 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트를 결정할 수 있다. 따라서, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 인터예측정보 획득부(32)는, 인터예측인덱스 정보가 쌍 리스트를 나타내는지 여부를 확인하는 동작을 생략할 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 비트스트림 중에서 인터예측인덱스 정보를 포함하는 비트열에 대해, 각 빈마다 결정된 컨텍스트 모델을 이용하는 엔트로피 복호화를 수행하여 인터예측인덱스 정보를 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 수신된 비트스트림으로부터, 슬라이스에 속한 인터 모드의 블록마다 참조인덱스 정보, 움직임 벡터의 차분값와 잔차 성분을 파싱할 수 있다.
일 실시예에 따른 인터예측정보 획득부(32)는, 인터예측인덱스가 가리키는 참조리스트에 기초하여 결정된 현재 예측단위의 참조인덱스, 움직임 벡터 차분 정보를 더 획득할 수 있다. 또한, 부호화단위의 파티션타입 정보를 획득하여, 부호화단위의 크기와 파티션 타입 정보에 기초하여, 부호화단위에 포함된 예측단위들의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 결정된 참조픽처리스트에 기초하여, 먼저 복원된 참조영상들 중에서 현재 예측단위의 참조인덱스가 가리키는 참조영상을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 참조픽처리스트 중에서 참조인덱스가 가리키는 참조영상을 결정할 수 있다. 움직임 벡터의 차분값과 이전 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 결정하고, 참조영상의 블록들 중에서 움직임 벡터가 가리키는 참조블록이 결정될 수 있다. 움직임 보상부(34)는, 현재블록과 참조블록을 합성하여, 참조블록에 잔차 성분만큼 보상함으로써 현재블록을 복원할 수 있다.
따라서 일 실시예에 따른 움직임 보상부(34)는, 블록마다 결정된 참조픽처와 움직임 벡터 및 잔차 성분을 이용하여 움직임 보상을 수행하고 복원영상을 생성할 수도 있다.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)는 영상의 전체 데이터 대신에 예측정보를 이용하여 영상을 표현할 수 있으므로, 비디오 데이터량의 절감이 필요한 비디오 압축 부호화를 수행하는 비디오 부호화에 적용될 수 있다.
구체적으로 보면, 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)는, 비디오의 영상을 공간 영역별로 분할한 부호화 단위들에 기초하여 비디오를 부호화하는 비디오 인코더에 포함되거나 연계하여, 비디오 부호화를 위한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또한 부호화 단위에 대한 인터 예측을 위해, 부호화 단위는 예측 단위들 및 파티션들로 분할되며, 예측 단위들 및 파티션들을 기초로 인터 예측이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는, 고정적으로 결정된 형태의 블록 뿐만 아니라, 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 트리 구조에 따른 부호화 단위들과, 이에 따른 예측 단위들 및 파티션들은, 이하 도 5 내지 도 17을 참조하여 상술될 것이다.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)는, 영상의 블록, 부호화 단위의 영상데이터에 대하여 인터 예측을 수행하여 참조 영상에 대한 예측오차, 즉 잔차 성분을 출력할 수 있다. 움직임 예측 장치(20)는 잔차 성분에 대해 변환, 양자화를 양자화된 변환 계수를 생성하고, 변환 계수, 참조정보, 부호화 정보 등의 심볼들에 대해 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)는, 각 참조픽처리스트에 속하는 영상들의 참조순서나 영상들의 개수 등에 대한 정보를 포함하는 L0 리스트 관련정보 및 L1 리스트 관련정보, 참조픽처리스트의 변경 관련정보와 같은 참조픽처리스트 관련정보를 포함하는 심볼들도 부호화하여 출력할 수 있다.
움직임 예측 장치(20)는, 변환 계수에 대하여, 다시 역양자화, 역변환, 예측보상을 거쳐 공간 영역의 영상을 복원하여 루프 필터링을 수행함으로써 복원영상을 생성할 수도 있다. 즉, 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)는 B 슬라이스인 현재 영상에 대해 인터 예측을 수행하기 위해, L0 리스트 및 L1 리스트 중 적어도 하나를 이용하여, 비디오 인코더에 의해 생성된 복원영상을 참조할 수 있다. 이런 식으로 생성된 복원영상은 다음 입력영상의 움직임 예측을 위한 참조영상으로 이용되므로, 움직임 예측 장치(20)는 다시 다음 입력영상에 대한 인터 예측을 통해 참조정보 및 잔차 성분을 결정할 수 있다.
따라서, 움직임 예측 장치(20)의 움직임 예측을 거쳐 비디오 압축 부호화가 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 움직임 예측을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로 구현될 수 있으며, 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 구동함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.
다음, 비디오 복호화 과정을 살펴본다.
일 실시예에 따른 움직임 복원 장치(30)는 움직임 예측을 통해 압축된 비트스트림을 수신하여 영상의 전체 데이터 대신에 예측정보를 이용하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 비트스트림의 블록 영역으로부터 현재 블록을 위한 참조픽처를 나타내는 참조인덱스, 움직임 벡터 및 잔차 성분을 파싱할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 비디오의 영상을 공간 영역별로 분할한 부호화 단위들에 기초하여 비디오를 복호화하는 비디오 디코더에 포함되거나 연계하여, 비디오 복호화를 위한 움직임 보상을 수행할 수 있다. 또한 움직임 보상을 위한 부호화 단위는 예측 단위들 및 파티션들을 포함하며, 예측 단위들 및 파티션들을 기초로 움직임 보상이 수행될 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화 단위는, 고정적으로 결정된 형태의 블록 뿐만 아니라, 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 포함할 수 있음은 전술한 바와 같다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 수신된 비트스트림에 대해 엔트로피 복호화를 수행하여 변환 계수, 참조정보, 부호화 정보 등의 심볼들을 파싱할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 참조픽처리스트 관련정보를 포함하는 심볼들도 파싱할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 변환단위별로 파싱된 변환계수에 대해 역양자화 및 역변환을 수행하여 공간 영역의 잔차 성분을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 파티션별로 참조블록에 잔차 성분만큼 보상하는 움직임 보상을 통해 공간 영역의 영상을 복원할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는 B 슬라이스인 현재 파티션에 대한 움직임 보상을 위해, L0 리스트 및 L1 리스트 중 적어도 하나에 포함된 먼저 복원된 영상을 참조하여, 참조영상을 결정하고 참조영상 중에서 움직임 벡터가 가리키는 참조블록을 결정할 수 있다. 이렇게 결정된 참조블록에 잔차 성분을 합산함으로써, 복원블록이 생성될 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 공간 영역의 복원블록에 대해 디블로킹 필터링 및 SAO(Sample Addaptive Offset) 필터링을 수행함으로써 복원블록과 원본블록 간의 오차를 최소화할 수 있다. 복원블록은 다음블록의 예측을 위한 참조블록으로써 이용될 수 있다.
따라서, 움직임 보상 장치(30)의 움직임 보상을 거쳐 비디오 압축 복호화가 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 비디오 복호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 디코딩 프로세서 또는 외부 비디오 디코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 움직임 보상을 포함한 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)의 내부 비디오 디코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로 구현될 수 있으며, 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 디코딩 프로세싱 모듈을 구동함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.
이하 도 4를 참조하여, 일 실시예에 따른 움직임 예측 장치(20)가 전송하고, 움직임 보상 장치(30)가 파싱하는 인터예측 관련정보의 신택스를 상술한다.
도 4 는 인트라 예측 인덱스 정보의 두가지 실시예들을 도시한다.
현재 영상이 B 슬라이스 타입의 경우에, 인터예측인덱스 정보 inter_pred_idc(45)는, B 슬라이스 타입의 블록의 참조픽처리스트가 L0 리스트, L1 리스트 또는 쌍 리스트인지를 나타낼 수 있다.
nPbW와 nPbH는 각각 현재 예측단위의 가로와 세로 크기를 나타낸다. 따라서, 예측단위의 크기가 4x8, 8x4과 같이, 예측단위의 가로와 세로 크기의 합(nPbW+nPbH)이 12인 경우에는, B슬라이스 타입의 예측단위에게 쌍 리스트 인터 예측이 허용되지 않을 수 있다. 따라서 가로와 세로 크기의 합이 12인 경우에는, B슬라이스 타입의 예측단위에 대해, L0 예측(Pred_L0) 및 L1 예측(Pred_L1) 중 어느 하나를 나타내는 인터예측인덱스 정보(45)가 결정될 수 있다.
예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12가 아닌 경우에는, L0 예측(Pred_L0), L1 예측(Pred_L1) 및 쌍 예측(Pred_BI) 중 어느 하나를 나타내는 인터예측인덱스 정보(45)가 결정될 수 있다.
따라서, 움직임 예측 장치(20)는, B 슬라이스 타입인 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12가 아닌 경우에, 비트스트림 중에서 예측단위 필드에 L0 예측(Pred_L0), L1 예측(Pred_L1) 및 쌍 예측(Pred_BI) 중에서 어느 하나를 나타내는 인터예측인덱스 정보(45)를 삽입할 수 있다. 다만 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12인 경우에는, 비트스트림 중에서 예측단위 필드에 L0 예측(Pred_L0), 및 L1 예측(Pred_L1) 중에서 어느 하나를 나타내는 인터예측인덱스 정보(45)를 부호화할 수 있다.
예를 들어, 움직임 예측 장치(20)는, B 슬라이스 타입인 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12가 아닌 경우에, 인터예측인덱스 정보(45)로서 L0 예측(Pred_L0)을 나타내는 '00', L1 예측(Pred_L1)을 나타내는 '01' 또는 쌍 예측(Pred_BI)을 나타내는 '1'를 출력할 수 있다. 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12인 경우에는, 인터예측인덱스 정보(45)로서 L0 예측(Pred_L0)을 나타내는 '0' 또는 L1 예측(Pred_L1)을 나타내는 '1'을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 움직임 보상 장치(30)는, 비트스트림의 예측단위 필드로부터 제2 실시예에 따른 인터예측인덱스 정보(45)를 파싱하면, 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12가 아닌 경우에, 인터예측인덱스 정보(45)로부터 L0 예측(Pred_L0), L1 예측(Pred_L1) 및 쌍 예측(Pred_BI) 중에서 어느 하나를 판독할 수 있다. 다만 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12인 경우에는, 인터예측인덱스 정보(45)로부터 L0 예측(Pred_L0), 및 L1 예측(Pred_L1) 중에서 어느 하나를 판독할 수 있다.
예를 들어, 움직임 보상 장치(30)는, B 슬라이스 타입인 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12가 아닌 경우에, 인터예측인덱스 정보(45)가 '00'이라면 인터예측모드가 L0 예측(Pred_L0)이라고 결정하고, '01'이라면 L1 예측(Pred_L1)이라고 결정하고, '1'이라면 쌍 예측(Pred_BI)이라고 결정할 수 있다. 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12인 경우에는, 인터예측인덱스 정보(45)가 '0'이라면 인터예측모드가 L0 예측(Pred_L0)이라고 결정하고, '1'이라면 L1 예측(Pred_L1)이라고 결정할 수 있다.
또한 움직임 보상 장치(30)는, 쌍예측 제한 정보에 기초하여 현재 슬라이스에서 현재 예측단위의 가로와 세로 크기의 합이 12인 경우에, 쌍리스트를 이용한 인터예측이 제한되는지 여부를 미리 결정할 수 있다. 쌍예측 제한 정보에 기초하여 예측단위의 2비트의 인터예측인덱스 정보를 파싱할지, 1비트의 인터예측인덱스 정보를 파싱할지가 결정될 수 있다. 가로와 세로 크기의 합이 12인 현재 예측단위에 대해 쌍리스트를 이용한 인터예측이 제한되는 경우에는, 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보로서 1비트가 파싱되지만, 제한되지 않는 경우에는 2비트 파싱될 수 있다.
따라서 움직임 예측 장치(20)는, 예측단위의 크기가 4x8 또는 8x4인 경우에 양방향 인터예측을 위한 참조픽처리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 심볼 코딩을 생략할 수 있다. 불필요한 참조픽처리스트 관련 정보의 전송 과정이 생략되므로 전송비트량이 경감할 수 있다. 마찬가지로, 움직임 보상 장치(30)는 예측단위의 크기가 4x8 또는 8x4인 경우에 양방향 인터예측을 위한 참조픽처리스트가 쌍 리스트인지 여부를 확인하는 과정이 생략되므로 데이터 파싱 과정도 단축될 수 있다.
이상 도 1a 내지 4을 참조하여 상술된 다양한 실시예에 따른 참조영상 결정 장치(10), 움직임 예측 장치(20), 움직임 보상 장치(30)에서, 트리 구조에 따른 부호화 단위에서 결정된 파티션별로 움직임 예측 및 움직임 보상이 수행됨은 전술한 바와 같다. 이하, 도 5 내지 17을 참조하여 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 상술한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 '비디오 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.
부호화 단위 결정부(120)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 2의 자승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 7 내지 17을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.
부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(130)는, 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 슬라이스 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)는, 도 2a 및 2b을 참조하여 전술한 움직임 예측 방식에 따라, 참조픽처리스트를 결정하여 인터 예측을 수행할 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위별로 인터 예측을 위한 예측단위를 결정하고, 예측 단위 및 그 파티션마다 인터 예측을 수행할 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 비디오의 영상들에 대해 시간적 예측을 위해 이용되는 참조영상을 결정한다. 참조영상 결정 장치(10)는, 현재영상과 주변영상 간의 시간적 거리, 잔차성분(Residue) 등을 나타내는 예측정보를 결정한다. 따라서, 영상의 전체 데이터 대신에 예측정보를 이용하여 영상정보가 기록될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 부호화단위에 포함된 예측단위들의 크기를 결정하고 현재 예측단위에 대해 인트라 예측을 수행할지 인터 예측을 수행할지 결정할 수 있다. 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에 현재 예측단위의 인터 예측을 위해 이용하는 참조리스트가 결정될 수 있다. 즉, 참조리스트가 L0 리스트, L1 리스트 또는 쌍 리스트인지 여부를 나타내는 인터예측인덱스가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 인터예측인덱스는 L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따라 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면, 인터예측인덱스는 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 출력부(130)는, 현재 슬라이스에서 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 L0 리스트와 L1 리스트를 포함하는 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는지 여부를 나타내는 쌍예측 제한 정보를, 슬라이스 헤더에 삽입할 수 있다.
출력부(130)는, 현재 예측단위의 크기에 따라 결정된 인터예측인덱스 정보를 참조인덱스 정보, 움직임 벡터 차분 정보와 함께 부호화하여 출력할 수 있다.
일 실시예에 따라 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 참조픽터리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보에 대한 이진화 동작은 생략될 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 현재영상과 주변영상 간의 시간적 거리, 잔차성분(Residue) 등과 함께 참조인덱스를 나타내는 예측정보를 결정한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 5 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다.
또한, 비디오 복호화 장치(200)는, 도 3a 및 3b을 참조하여 전술한 움직임 보상 방식에 따라, 참조픽처리스트 중에서 참조인덱스를 결정하여 움직임 보상을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 추출부(210)는, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 비트스트림으로부터 블록의 참조픽처리스트를 나타내는 인터예측인덱스 정보와, 참조인덱스, 움직임 벡터 등을 파싱할 수 있다. 인터예측인덱스 정보로부터, 현재 예측단위가 움직임 보상을 위해 이용할 참조리스트의 종류가 결정될 수 있다.
영상데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위별로 움직임 보상을 위한 예측단위를 결정하고, 예측 단위 및 그 파티션마다 움직임 보상을 수행할 수 있다.
영상데이터 복호화부(230)는 부호화단위에 포함된 예측단위들을 결정하면서 예측단위들의 크기를 결정할 수 있다. 예측단위의 크기에 기초하여 인터예측인덱스 정보가 다르게 판독될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상데이터 복호화부(230)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 인터예측인덱스 정보로부터 현재 예측단위의 참조픽처리스트가 L0 리스트 및 L1 리스트 중 어느 하나임을 결정할 수 있다. 인터예측인덱스 정보로부터 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트가 판독될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상데이터 복호화부(230)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 인터예측인덱스 정보로부터 현재 예측단위의 참조픽처리스트가 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 어느 하나임을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 추출부(220)는, 슬라이스 헤더로부터, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되는지 여부를 나타내는 쌍예측 제한 정보를 파싱할 수 있다. 따라서 쌍예측 제한 정보에 기초하여, 예 현재 슬라이스에서, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는지 여부가 결정될 수 있다. 또한 추출부(220)는, 파싱된 쌍예측 제한 정보에 기초하여, 예측단위의 2비트의 인터예측인덱스 정보를 파싱할지 1비트의 인터예측인덱스 정보를 파싱할지도 결정할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 추출부(220)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 비트스트림으로부터 파싱된 이진화 비트열로부터 참조픽터리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보를 판독하는 동작을 생략할 수 있다.
일 실시예에 따른 추출부(220)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 인터예측인덱스 정보로부터 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트를 판독할 수 있다. 또한 추출부(220)는, 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 인터예측인덱스 정보가 쌍 리스트를 나타내는지 여부를 확인하는 동작도 생략할 수 있다.
영상데이터 복호화부(230)는, 참조픽처리스트에 속하는 참조픽처들 중에서 참조인덱스가 가리키는 참조픽처를 결정하고, 참조픽처 내에서 움직임 벡터가 가리키는 참조블록을 결정할 수 있다. 영상데이터 복호화부(23)는, 참조블록에 잔차 성분을 보상함으로써 현재블록을 복원할 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터 예측을 위한 파티션은 4x4 크기의 파티션을 포함하지 않을 수도 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 7에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)을 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 오프셋(SAO; Sample Adaptive Offset) 조정부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 오프셋(SAO) 조정부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 도 1a 내지 3b를 참조하여 전술한 인터 예측 방식에 기초하여 참조인덱스를 결정하고, 참조픽처리스트 중에서 참조인덱스에 대응하는 참조픽처를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 오프셋(SAO) 조정부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 오프셋(SAO) 조정부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
움직임 보상부(560)는 도 1a 및 3b를 참조하여 전술한 인터 예측 방식에 기초하여 기초하여 참조인덱스를 결정하고, 참조픽처리스트 중에서 참조인덱스에 대응하는 참조픽처를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다.
도 10 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 3인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 인터 예측을 위한 파티션은, 크기 4x4의 파티션들(646)를 포함하지 않을 수도 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 12 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인터 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 13 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 부호화 단위는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 14, 15 및 16는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다. 부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
표 1
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) 분할 정보 1
예측 모드 파티션 타입 변환 단위 크기 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화
인트라 인터스킵 (2Nx2N만) 대칭형 파티션 타입 비대칭형 파티션 타입 변환 단위 분할 정보 0 변환 단위 분할 정보 1
2Nx2N 2NxN Nx2N NxN 2NxnU 2NxnD nLx2N nRx2N 2Nx2N NxN (대칭형 파티션 타입) N/2xN/2 (비대칭형 파티션 타입)
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 17 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 타입에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
도 17을 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 5 내지 17를 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
설명의 편의를 위해 앞서 도 1a 내지 17을 참조하여 전술된 인터 예측 방법, 움직임 예측 방법, 움직임 보상 방법에 따른 비디오 부호화 방법은, '본 발명의 비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1a 내지 20을 참조하여 전술된 전술된 인터 예측 방법, 움직임 보상 방법에 따른 비디오 복호화 방법은 '본 발명의 비디오 복호화 방법'으로 지칭한다
또한, 앞서 도 1a 내지 17을 참조하여 전술된 참조영상 결정 장치(10), 움직임 예측 장치(20), 움직임 보상 장치(30), 비디오 부호화 장치(100) 또는 영상 부호화부(400)로 구성된 비디오 부호화 장치는, '본 발명의 비디오 부호화 장치'로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1a 내지 17을 참조하여 전술된 참조영상 결정 장치(10), 움직임 보상 장치(30), 비디오 복호화 장치(200) 또는 영상 복호화부(500)로 구성된 비디오 복호화 장치는, '본 발명의 비디오 복호화 장치'로 통칭한다.
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다.
도 18은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 19를 참조하여 후술된다.
도 19는 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램을 디스크(26000)에 저장할 수 있다. 디스크(26000)에 저장된 프로그램을 컴퓨터 시스템(26700)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26800)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26700)에게로 전송될 수 있다.
도 18 및 19에서 예시된 디스크(26000) 뿐만 아니라, 메모리 카드, 롬 카세트, SSD(Solid State Drive)에도 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다.
도 20은 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)(11000)의 전체적 구조를 도시한다. 통신시스템의 서비스 영역은 소정 크기의 셀들로 분할되고, 각 셀에 베이스 스테이션이 되는 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)이 설치된다.
컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 20에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11900, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.
비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.
비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11900) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다.
카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD , 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다.
클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다.
컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다.
도 21 및 22을 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다.
도 21은, 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰(12500)의 외부 구조를 도시한다. 휴대폰(12500)은 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분의 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트폰일 수 있다.
휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12520)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12520)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12520)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12530)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12530)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다.
도 22은 휴대폰(12500)의 내부 구조를 도시한다. 디스플레이화면(12520) 및 동작 패널(12540)로 구성된 휴대폰(12500)의 각 파트를 조직적으로 제어하기 위해, 전력공급회로(12700), 동작입력제어부(12640), 영상부호화부(12720), 카메라 인터페이스(12630), LCD제어부(12620), 영상복호화부(12690), 멀티플렉서/디멀티플렉서(multiplexer/demultiplexer)(12680), 기록/판독부(12670), 변조/복조(modulation/demodulation)부(12660) 및 음향처리부(12650)가, 동기화 버스(12730)를 통해 중앙제어부(12710)에 연결된다.
사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다.
휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 영상 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다.
예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다.
데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12530)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12520)에 곧바로 디스플레이될 수 있다.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12530)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12530)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다.
다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다.
휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다.
데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다.
안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 본 발명의 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 본 발명의 비디오 복호화 방법을 이용하여, 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원된 비디오 데이터를 생성하고, 복원된 비디오 데이터를 LCD제어부(1262)를 거쳐 디스플레이화면(1252)에게 복원된 비디오 데이터를 제공할 수 있다.
이에 따라 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 비디오 데이터가 디스플레이화면(1252)에서 디스플레이될 수 있다. 이와 동시에 음향처리부(1265)도 오디오 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환하고, 아날로그 음향 신호를 스피커(1258)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일에 포함된 오디오 데이터도 스피커(1258)에서 재생될 수 있다.
휴대폰(1250) 또는 다른 형태의 통신단말기는 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 본 발명의 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 본 발명의 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.
본 발명의 통신시스템은 도 20를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 23은 본 발명에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다. 도 23의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하여, 위성 또는 지상파 네트워크를 통해 전송되는 디지털 방송을 수신할 수 있다.
구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다.
재생장치(12830)에서 본 발명의 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다.
위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 본 발명의 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.
적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다.
비디오 신호는, 본 발명의 비디오 부호화 장치에 의해 부호화되어 저장매체에 기록되어 저장될 수 있다. 구체적으로 보면, DVD 레코더에 의해 영상 신호가 DVD디스크(12960)에 저장되거나, 하드디스크 레코더(12950)에 의해 하드디스크에 영상 신호가 저장될 수 있다. 다른 예로, 비디오 신호는 SD카드(12970)에 저장될 수도 있다. 하드디스크 레코더(12950)가 일 실시예에 따른 본 발명의 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 20의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 20의 카메라(12530), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.
도 24은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
본 발명의 클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 시스템은, 사용자 단말기의 요청에 따라 인터넷과 같은 정보 통신망을 통해 컴퓨팅 자원의 온 디맨드 아웃소싱 서비스를 제공한다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서, 서비스 제공자는 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 데이터 센터의 컴퓨팅 자원를 가상화 기술로 통합하여 사용자들에게 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스 사용자는 어플리케이션(Application), 스토리지(Storage), 운영체제(OS), 보안(Security) 등의 컴퓨팅 자원을 각 사용자 소유의 단말에 설치하여 사용하는 것이 아니라, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 서비스를 원하는 시점에 원하는 만큼 골라서 사용할 수 있다.
특정 서비스 사용자의 사용자 단말기는 인터넷 및 이동통신망을 포함하는 정보통신망을 통해 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)에 접속한다. 사용자 단말기들은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)로부터 클라우드 컴퓨팅 서비스 특히, 동영상 재생 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자 단말기는 데스트탑 PC(14300), 스마트TV(14400), 스마트폰(14500), 노트북(14600), PMP(Portable Multimedia Player)(14700), 태블릿 PC(14800) 등, 인터넷 접속이 가능한 모든 전자 기기가 될 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 클라우드 망에 분산되어 있는 다수의 컴퓨팅 자원(14200)을 통합하여 사용자 단말기에게 제공할 수 있다. 다수의 컴퓨팅 자원(14200)은 여러가지 데이터 서비스를 포함하며, 사용자 단말기로부터 업로드된 데이터를 포함할 수 있다. 이런 식으로 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 여러 곳에 분산되어 있는 동영상 데이터베이스를 가상화 기술로 통합하여 사용자 단말기가 요구하는 서비스를 제공한다.
사용자 DB(14100)에는 클라우드 컴퓨팅 서비스에 가입되어 있는 사용자 정보가 저장된다. 여기서, 사용자 정보는 로그인 정보와, 주소, 이름 등 개인 신용 정보를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 정보는 동영상의 인덱스(Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 인덱스는 재생을 완료한 동영상 목록과, 재생 중인 동영상 목록과, 재생 중인 동영상의 정지 시점 등을 포함할 수 있다.
사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 정보는, 사용자 디바이스들 간에 공유될 수 있다. 따라서 예를 들어 노트북(14600)으로부터 재생 요청되어 노트북(14600)에게 소정 동영상 서비스를 제공한 경우, 사용자 DB(14100)에 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리가 저장된다. 스마트폰(14500)으로부터 동일한 동영상 서비스의 재생 요청이 수신되는 경우, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)을 참조하여 소정 동영상 서비스를 찾아서 재생한다. 스마트폰(14500)이 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)를 통해 동영상 데이터스트림을 수신하는 경우, 동영상 데이터스트림을 복호화하여 비디오를 재생하는 동작은, 앞서 도 21을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)에 저장된 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로부터 사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 재생 요청을 수신한다. 동영상이 그 전에 재생 중이었던 것이면, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로의 선택에 따라 처음부터 재생하거나, 이전 정지 시점부터 재생하느냐에 따라 스트리밍 방법이 달라진다. 예를 들어, 사용자 단말기가 처음부터 재생하도록 요청한 경우에는 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 첫 프레임부터 스트리밍 전송한다. 반면, 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다.
이 때 사용자 단말기는, 도 1a 내지 17을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 17을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1a 내지 17을 참조하여 전술한 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.
도 1a 내지 17을 참조하여 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법, 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 18 내지 도 24에서 전술되었다. 하지만, 도 1a 내지 17을 참조하여 전술된 본 발명의 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 본 발명의 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 다양한 실시예들은, 도 18 내지 도 24의 실시예들에 한정되지 않는다.
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. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 움직임 예측 방법에 있어서,
    현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화 단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용한 참조픽처리스트를 결정하는 단계; 및
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 예측 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 움직임 예측 방법은,
    상기 현재 슬라이스에서, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 L0 리스트와 L1 리스트를 포함하는 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 현재 슬라이스의 슬라이스 헤더에, 상기 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않음을 나타내는 쌍예측(bi-prediction) 제한 정보를 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 예측 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하는 단계는,
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 현재 예측단위를 위한 참조픽처리스트가 상기 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 예측 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 출력하는 단계는,
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 참조픽터리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보에 대한 이진화 동작을 생략하는 것을 특징으로 하는 움직임 예측 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 움직임 예측 방법은,
    상기 인터예측인덱스가 가리키는 참조픽처리스트에 속하는 복원영상들 중에서, 상기 현재 예측단위의 인터 예측을 위한 참조블록을 결정하는 단계; 및
    상기 현재 예측단위와 상기 참조블록 사이의 공간 거리를 나타내는 움직임 벡터와, 상기 현재 예측단위와 상기 참조블록 사이의 픽셀값 차이를 나타내는 잔차 성분을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 참조픽처리스트에 속하는 복원영상들 중에서 상기 참조블록을 포함하는 복원영상을 나타내는 참조인덱스 정보, 상기 현재 예측단위의 움직임 벡터와 이전 움직임 벡터의 차분을 나타내는 움직임 벡터 차분 정보 및 상기 잔차 성분을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 예측 방법.
  6. 움직임 보상 방법에 있어서,
    현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조픽처리스트의 종류에 따라 나타내는 인터예측인덱스 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면 L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 움직임 보상 방법은,
    상기 현재 슬라이스의 슬라이스 헤더로부터, 상기 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되는지 여부를 나타내는 쌍예측 제한 정보를 파싱하는 단계; 및
    상기 파싱된 쌍예측 제한 정보에 기초하여, 상기 현재 슬라이스에서, 크기 4X8 또는 8X4의 예측단위에 대해 상기 L0 리스트와 L1 리스트를 포함하는 상기 쌍 리스트를 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 인터예측인덱스 정보를 획득하는 단계는,
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 비트스트림으로부터 파싱된 이진화 비트열로부터 상기 참조픽터리스트가 쌍 리스트임을 나타내는 정보를 판독하는 동작을 생략하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 인터예측인덱스 정보로부터 상기 쌍 리스트를 제외한 참조픽처리스트를 판독하는 단계를 포함하고,
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, 상기 인터예측인덱스 정보가 상기 쌍 리스트를 나타내는지 여부를 확인하는 동작을 생략하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 움직임 보상 방법은,
    상기 인터예측인덱스가 가리키는 참조픽처리스트에 기초하여 결정된 상기 현재 예측단위의 참조인덱스, 움직임 벡터 차분 정보를 더 획득하는 단계;
    상기 부호화단위의 파티션타입 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 파티션타입 정보에 기초하여, 상기 예측단위들의 크기 및 형태를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 움직임 보상 방법은,
    상기 결정된 참조픽처리스트에 기초하여, 먼저 복원된 참조영상들 중에서 상기 현재 예측단위의 참조인덱스가 가리키는 참조영상을 결정하고, 상기 참조영상 중에서 상기 현재 예측단위의 움직임 벡터가 가리키는 참조블록을 결정하는 단계; 및
    상기 참조블록과 상기 현재 예측단위의 잔차 성분을 합성하여 상기 현재 예측단위를 복원하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 방법.
  12. 움직임 예측 장치에 있어서,
    현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조픽처리스트를 결정하고, 상기 참조픽처리스트에 속하는 복원영상들 중에서 상기 현재 예측단위를 위한 참조블록을 결정하는 움직임 예측부;
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면, L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나를 나타내는 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나의 참조픽처리스트를 나타내는 상기 현재 예측단위의 인터예측인덱스 정보를 출력하는 인터예측정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 예측 장치.
  13. 움직임 보상 장치에 있어서,
    현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우에, 부호화단위에 포함된 예측단위들 중 현재 예측단위가 이용할 참조픽처리스트의 종류에 따라 나타내는 인터예측인덱스 정보를 획득하는 인터예측정보 획득부; 및
    상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4이면 L0 리스트 및 L1 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하고, 상기 현재 예측단위의 크기가 4X8 또는 8X4가 아니면 L0 리스트, L1 리스트 및 쌍 리스트 중 하나임을 나타내는 상기 인터예측인덱스 정보에 기초하여 상기 현재 예측단위의 참조픽처리스트를 결정하여, 상기 결정된 참조픽처리스트를 이용하여 상기 현재 예측단위에 대해 움직임 보상을 수행하는 움직임 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 보상 장치.
  14. 제 1 항의 움직임 예측 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체.
  15. 제 6 항의 움직임 보상 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체.
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