JP5678068B2 - スキップモードによって映像を符号化、復号化する方法及びその装置 - Google Patents

スキップモードによって映像を符号化、復号化する方法及びその装置 Download PDF

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Description

本発明は、映像を符号化、復号化する方法及びその装置に係り、さらに詳細には、ブロック単位で映像を符号化、復号化する方法及びその装置に関する。
無線ネットワーク技術が発展しつつ、無線ネットワークを介したデバイス間の相互連結がイッシューになっている。多くの企業が、無線ネットワークを介したデバイス間の相互連結技術を確保するために努力している。特に最近では、ＨＤＭＩ（high definition multimedia interface）を代替するＨＤ（high-definition）相互連結技術に係わる標準化が、ＷｉＨＤ（wireless ＨＤ）を介して進められている。ＷｉＨＤによれば、ＴＶ（television）、ホームシアタ、ＤＶＤ（digital versatile disc）プレーヤ、ブルーレイプレーヤ、カムコーダのように、多様なデバイスが無線ネットワークを介して相互連結されている。
本発明は、ブロック単位で映像を符号化、復号化する方法及びその装置、並びに前記方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するものである。
本発明の実施形態は、ブロック単位で映像を符号化、復号化する方法及びその装置、並びに前記方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。
本発明によれば、隣接ブロックと同じである現在ブロックが、スキップモードで符号化されてもよい。
本発明の一実施形態による映像符号化装置を図示する図である。 本発明の一実施形態による映像符号化単位を図示する図である。 本発明の一実施形態によるスキップモードを判断する方法について説明するための図である。 本発明の他の実施形態による映像符号化装置を図示する図である。 本発明の一実施形態によるナチュラルモード符号化部を図示する図である。 本発明の一実施形態によるグラフィックモード符号化部を図示する図である。 本発明の一実施形態によるビットプレーン基盤の符号化方法を図示する図である。 本発明のさらに他の実施形態による映像符号化装置を図示する図である。 本発明の一実施形態による映像復号化装置を図示する図である。 本発明の他の実施形態による映像復号化装置を図示する図である。 本発明の一実施形態による映像符号化方法について説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施形態による映像符号化方法について説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態による映像復号化方法について説明するためのフローチャートである。
本発明の一実施形態による映像符号化方法は、第１ブロックのピクセル値と、現在スライスの前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるか否かを判断し、前記第１ブロックを第１モードで符号化するか否かを決定する段階と、前記決定に基づいて選択的に、前記第１ブロックを前記第１モードで符号化する段階と、を含み、前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであることを特徴とする。
本発明による他の実施形態によれば、前記符号化する段階は、前記決定に基づいて、前記第１モード、離散コサイン変換に基づいて所定のブロックを符号化する第２モード、及びピクセル値に係わる複数のビットプレーン（bit plane）に基づいて、所定のブロックを符号化する第３モードのうち一つによって、前記第１ブロックを符号化する段階を含む。
本発明によるさらに他の実施形態によれば、前記情報は、前記第１ブロックが前記第１モードによって符号化されたことを示すフラグ情報であることを特徴とする。
本発明によるさらに他の実施形態によれば、前記映像符号化方法は、前記現在スライスが第１モードによって符号化されたブロックを含んでいることを示すフラグ情報を符号化する段階をさらに含む。
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による映像復号化方法は、第１ブロックのピクセル値と、現在スライスの前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であり、前記第１ブロックが第１モードで符号化されたことを示す情報を復号化する段階と、前記情報に基づいて選択的に、前記第１モードによって前記第１ブロックを復号化する段階と、を含み、前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであることを特徴とする。
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による映像符号化装置は、第１ブロックのピクセル値と、現在スライスの前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるか否かを判断し、前記第１ブロックを第１モードで符号化するか否かを決定するモード決定部と、前記決定に基づいて選択的に、前記第１ブロックを前記第１モードで符号化する符号化部と、を含み、前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであることを特徴とする。
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態による映像復号化装置は、第１ブロックのピクセル値と、現在スライスの前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であり、前記第１ブロックが第１モードで符号化されたことを示す情報を復号化するモード情報復号化部と、前記情報に基づいて選択的に、前記第１モードによって前記第１ブロックを復号化する復号化部を含み、前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであることを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために本発明は、前記映像符号化方法及び映像復号化方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。
本発明の他の実施形態による映像符号化方法は、映像の第１ブロックが前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックと同一であるか、あるいは類似しているかを判断する段階と、前記判断結果によって、前記第１ブロックの符号化モードを第１符号化モードに決定する段階と、を含み、前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であるか、あるいは類似しており、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであることを特徴とする。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。構成要素リストに先行する「少なくとも一つ」のような表現は、構成要素リスト全体を変更するものであり、リスト上の構成要素を個別的に変更するものではない。
図１は、本発明の一実施形態による映像符号化装置を図示している。図１を参照すれば、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００は、モード決定部１１０及び符号化部１２０を含む。
モード決定部１１０は、現在ブロックの符号化に利用されるモードを決定する。無線ネットワークを介したデバイスの相互連結に係わる技術は、無線ネットワークを介してＨＤ（high-definition）以上の高画質コンデンツを送受信することを目的としている。ただし、多様なデバイス間の相互連結を可能にするために、小さいメモリと低い複雑度とにフォーカスを合わせて標準化が進められている。従って、映像の符号化にあたっても、最大限低い複雑度を追求しているが、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４ Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ（advanced video coding）のような従来技術による映像符号化方法と異なり、圧縮率を上げるための複雑な技法を利用してない。
しかし、映像のピクセル値を全く圧縮せずに伝送するのは、高い伝送率の無線ネットワークを要求することになるので、これもまた、多様なデバイス間の相互連結を妨害する要素になることがある。従って、後述するスキップモード（skip mode）、ナチュラルモード（natural mode）及びグラフィックモード（graphic mode）の３種のモードを利用して、映像を符号化、復号化することによって、低い複雑度と適正レベルの圧縮率とを保証することができる。
スキップモードは、現在ブロックが、現在ブロックに隣接したブロックと同一であるか否かに基づいて、現在ブロックを符号化するモードである。ナチュラルモードは、現在ブロックが自然映像に係わるブロックであるならば、離散コサイン変換（ＤＣＴ：discrete cosine transform）及びビットプレーン（bit plane）分割を利用して、現在ブロックを符号化するモードである。グラフィックモードは、現在ブロックが文字（text）のように、人為的に（artificially）生成された映像に係わるブロックであるならば、ビットプレーン分割を利用して、現在ブロックを符号化するモードである。スキップモード、ナチュラルモード及びグラフィックモードについては、図３ないし図５を参照しつつ詳細に後述する。
モード決定部１１０は、前述の複数のモードのうちいずれのモードによって、現在ブロックを符号化するかを決定する。まず、モード決定部１１０は、現在ブロックが、現在ブロックに隣接した以前に符号化された現在スライスの他のブロックと同一であるか、あるいは類似しているかを判断する。現在ブロックのピクセル値と、現在スライスの以前に符号化されたブロックのピクセル値とを比較し、同一であるか、あるいは類似しているかを判断する。モード決定部１１０の動作については、図２及び図３を参照しつつ詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態による映像符号化単位を図示している。図２を参照すれば、映像符号化装置１００は、スライス単位、ブロック単位、ビットプレーン単位で映像を分割して符号化する。映像符号化装置１００は、現在ピクチャ２１０を複数のスライス２１２ないし２１６に分割する。映像符号化装置１００は、現在ピクチャ２１０をＮ個のピクセル行を有するスライス２１２ないし２１６に分割してもよい。映像符号化装置１００は、それぞれのスライスをＮｘＮサイズのブロックに分割する。映像符号化装置１００は、各ブロック２２０を、最上位ビット（ＭＳＢ）に係わるビットプレーンから、最下位ビット（ＬＳＢ）に係わるビットプレーンまで、複数のビットプレーンに分割することができる。例えば、もしブロックのピクセル値またはＤＣＴ係数がＭビットで表現されるならば、ブロック２２０は、Ｍ個のビットプレーンに分割される。
図３は、本発明の一実施形態によるスキップモードを判断する方法について説明するための図である。図３を参照すれば、図２と関連して説明したように、現在ピクチャ３１０は、複数のスライスに分割されもする。映像符号化装置１００が、図３に図示されたスライス３２０を符号化する場合を例に挙げて説明する。
現在スライス３２０の現在ブロック３２２を符号化するために、映像符号化装置１００のモード決定部１１０は、現在ブロック３２２が、現在ブロックに隣接した以前に符号化されたブロック３２４と同一であるか、あるいは類似しているかを判断する。符号化される現在ブロック３２２は、空間的に隣接した以前に符号化されたブロックと同一であるか、あるいは類似している確率が高い。従って、モード決定部１１０は、現在ブロック３２２が左側に隣接した以前に符号化されたブロック３２４と同一であるか、あるいは類似していれば、現在ブロック３２２の符号化モードをスキップモードに決定することができる。隣接したブロック３２４は、現在ブロックの符号化直前に符号化されたブロックでありうる。
現在ブロック３２２と隣接したブロック３２４とが同一であるか、あるいは類似しているか係わる判断は、多様な方法で遂行されてもよい。現在ブロック３２２と隣接したブロック３２４とのＳＡＤ（sum of absolute difference）、ＭＳＥ（mean square error）、ＳＮＲ（signal to noise ratio）、最大差（max difference）などに基づいてコスト（cost）を計算し、計算されたコストによって、現在ブロック３２２と隣接したブロック３２４が、同一であるか、あるいは類似しているかを判断する。ＳＡＤ、ＭＳＥ、最大差が「０」に近いほど、現在ブロック３２２と隣接したブロック３２４が、同一であるか、あるいは類似していると判断することができる。
モード決定部１１０は、現在ブロック３２２と隣接したブロック３２４とが完全に同じ場合にのみ、現在ブロック３２２の符号化モードをスキップモードに決定することもでき、現在ブロック３２２と類似している場合にも、現在ブロック３２２の符号化モードをスキップモードに決定することもできる。換言すれば、前述のＳＡＤ、ＭＳＥ、最大差などが「０」であるときだけ、現在ブロック３２２の符号化モードをスキップモードに決定することもでき、所定臨界値以下であるときにも、現在ブロック３２２と隣接したブロック３２４が類似していると判断し、現在ブロック３２２の符号化モードをスキップモードに決定することもできる。
モード決定部１１０が、現在ブロックと隣接したブロックとが同一であるか、あるいは類似しているかを判断した結果、現在ブロックの符号化モードをスキップモードではないと決定すれば、モード決定部１１０は、さらに現在ブロックをナチュラルモード及びグラフィックモードのうちいずれのモードで符号化するかを判断する。現在ブロックが自然映像、すなわち、人為的に生成されていない映像に係わるブロックであると判断されれば、現在ブロックの符号化モードをナチュラルモードに決定し、一方、現在ブロックがテキスト、コンピュータグラフィックのように、人為的に生成された映像に係わるブロックであると判断されれば、現在ブロックの符号化モードをグラフィックモードに決定する。
現在ブロックをナチュラルモード及びグラフィックモードのうち、いずれのモードによって符号化するかを判断する基準には制限がなく、多様なアルゴリズムを利用して、現在ブロックが人為的に生成された映像に係わるブロックであるかを判断することができる。例えば、人為的な映像は、特定領域に同じピクセル値が分布する確率が高いので、現在ブロックのピクセル値を比較して、同じピクセル値が所定個数以上であるならば、人為的に生成された映像に係わるブロックであると判断することができる。
また、本発明の他の実施形態によれば、現在ブロックをナチュラルモード及びグラフィックモードによってそれぞれ符号化した後、符号化結果をＲＤコスト（rate distortion cost）に基づいて、ナチュラルモードまたはグラフィックモードを現在ブロックの符号化モードに決定することができるが、これに係わる詳細な説明は、図７を参照して後述する。
再び図１を参照すれば、モード決定部１１０で、現在ブロックの符号化に利用されるモードを決定すれば、符号化部は、モード決定部１１０で決定された符号化モードによって、現在ブロックを符号化する。
現在ブロックが、以前に符号化された隣接したブロックと同一であるか、あるいは類似しており、現在ブロックの符号化モードが、スキップモードに決定されたとすれば、現在ブロックのピクセル値の代わりに、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示す情報を符号化する。現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示すフラグ情報を、現在ブロックのピクセル値の代わりに符号化することができる。
現在ブロックのピクセル値を直接符号化する代わりに、１ビットのフラグ情報で現在ブロックを符号化することができるので、映像の圧縮率が向上する。また、スキップモードで現在ブロックを符号化するために、現在ブロックの直前に符号化されたブロックだけ参照するので、低い複雑度でスキップモードを具現することができる。
現在ブロックが、以前に符号化された隣接したブロックと同一であるか、あるいは類似しておらず、現在ブロックの符号化モードがスキップモードではないと決定されたとすれば、符号化部１３０は、現在ブロックをナチュラルモードまたはグラフィックモードによって符号化する。モード決定部１１０が、現在ブロックの符号化モードをナチュラルモードに決定したならば、ナチュラルモードによって現在ブロックを符号化し、モード決定部１１０が、現在ブロックの符号化モードをグラフィックモードに決定したならば、グラフィックモードによって符号化する。ナチュラルモード及びグラフィックモードによる符号化方法は、図４ないし図６を参照しつつ詳細に説明する。
図４は、本発明の他の実施形態による映像符号化装置を図示している。図４を参照すれば、本発明の一実施形態による映像符号化装置４００は、モード決定部４１０、ナチュラルモード符号化部４２０、グラフィックモード符号化部４３０及びモード情報符号化部４４０を含む。モード決定部４１０は、図１のモード決定部１１０に対応し、ナチュラルモード符号化部４２０、グラフィックモード符号化部４３０及びモード情報符号化部４４０は、図１の符号化部１２０に対応する。
モード決定部４１０は、現在ブロックの符号化モードを決定する。スキップモード、ナチュラルモード及びグラフィックモードのうち、現在ブロックの符号化に利用されるモードを決定することができる。
モード決定部４１０が、現在ブロックの符号化モードをスキップモードに決定すれば、モード情報符号化部４４０は、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示す情報を符号化する。現在ブロックのピクセル値の代わりに、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示すフラグ情報を符号化することができる。
モード決定部４１０が、現在ブロックの符号化モードをナチュラルモードに決定すれば、ナチュラルモード符号化部４２０は、現在ブロックをナチュラルモードによって符号化する。現在ブロックを離散コサイン変換して離散コサイン係数を生成し、生成された係数を複数のビットプレーンに分離し、それぞれのビットプレーンをビットプレーン基盤（bit plane basis）符号化方法を利用して符号化する。図５を参照しつつ詳細に説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるナチュラルモード符号化部を図示している。図５を参照すれば、本発明の一実施形態によるナチュラルモード符号化部４２０は、変換部５１０、ビットプレーン選択部５２０及びビットプレーン符号化部５３０を含む。
変換部５１０は、現在ブロックを離散コサイン変換（ＤＣＴ）し、離散コサイン変換係数を生成する。離散コサイン変換は、ピクセル・ドメインのピクセル値を周波数ドメインに変換し、周波数ドメインの係数を生成する方法の例示であるのみ、他の方法が現在ブロックの変換に利用されるということは、本発明が属する技術分野で当業者であるならば、容易に分かるであろう。
変換部５１０が現在ブロックを離散コサイン変換して生成された離散コサイン変換係数において、ＤＣ（direct current）成分の係数に係わるビット列はそのままビットストリームに挿入される。しかし、ＡＣ（alternating current）成分の係数は、ビットプレーン基盤の符号化方法によって符号化される。
ビットプレーン選択部５２０は、ＡＣ成分の係数を複数のビットプレーンに分離する。ＡＣ成分の係数の最上位ビットから構成されたビットプレーンから、最下位ビットから構成されたビットプレーンまで、複数のビットプレーンに分離する。ＭビットのＡＣ成分の係数をビット単位で分離し、Ｍ個のビットプレーンを生成する。ＡＣ成分の係数に係わるビット列の最上位ビットから構成された第１ビットプレーンを分離し、最上位ビットの次のビットから構成された第２ビットプレーンを分離する。ビットプレーンの分離を最下位ビットまで反復し、Ｍ個のビットプレーンを分離する。
ビットプレーン選択部５２０で、複数のビットプレーンを分離すれば、ビットプレーン符号化部５３０は、生成された複数のビットプレーンそれぞれをビットプレーン基盤の符号化方法を利用して符号化する。ビットプレーンを符号化する方法には制限がなく、従来技術によるあらゆるビットプレーン基盤の符号化方法を本発明に利用することができる。また、本発明の一実施形態によれば、ビットマスク（bit mask）を利用して、それぞれのビットプレーンを符号化することができる。それぞれのビットプレーンで、有意性のあるビットが存在する領域をビットマストを利用して設定し、設定された領域についてのみビットプレーン基盤符号化を遂行することができる。
以上、図５と関連して、ＤＣ係数及びＡＣ係数を分離して別途に符号化する方法について説明した。しかし、図５と関連して述べた符号化方法は、例示的なものであり、離散コサイン変換及びビットプレーン基盤の符号化方法を利用して現在ブロックを利用するあらゆる方法が、ナチュラルモード符号化部４２０に適用されてもよい。
再び図４を参照すれば、モード決定部４１０が、現在ブロックの符号化モードをグラフィックモードに決定すれば、グラフィックモード符号化部４３０は、現在ブロックをグラフィックモードによって符号化する。現在ブロックのピクセル値を複数のビットプレーンに分離し、それぞれのビットプレーンをビットプレーン基盤の符号化方法を利用して符号化する。図６Ａ及び図６Ｂを参照しつつ詳細に説明する。
図６Ａは、本発明の一実施形態によるグラフィックモード符号化部を図示している。図６Ａを参照すれば、本発明の一実施形態によるグラフィックモード符号化部４３０は、ビットプレーン選択部６１０及びビットプレーン符号化部６２０を含む。
ビットプレーン選択部６１０は、現在ブロックのピクセル値を複数のビットプレーンに分離する。Ｐビットのピクセル値をビット単位で分離し、ピクセル値の最上位ビットから構成されたビットプレーンから、ピクセル値の最下位ビットから構成されたビットプレーンまで、Ｐ個のビットプレーンを生成する。
ビットプレーン選択部６１０で複数のビットプレーンを分離すれば、ビットプレーン符号化部６２０は、生成された複数のビットプレーンそれぞれをビットプレーン基盤の符号化方法を利用して符号化する。
図６Ｂは、本発明の一実施形態によるビットプレーン基盤の符号化方法を図示している。図６Ｂを参照すれば、ビットプレーン符号化部６２０は、同じビット値をグループ化してビットプレーンを符号化する。ブロックのサイズが４ｘ４であり、ピクセル値が８ビットである場合を例に挙げて説明すれば、ビットプレーン符号化部６２０は、まず最上位ビットのビット７に係わるビットプレーンを、図６Ｂに図示されたように符号化する。ビット７に係わるビットプレーンを、「０」のグループ６３１と、「１」のグループ６３２とに分けて符号化する。最上位ビット７に係わるビットプレーンが同じビットを含んでいないので、まず「１」を符号化し、分割形態を示すために、「０００１１１１１１１１１０００」を符号化する。
ビット６に係わるビットプレーンは、ビット７のグループに基づいて、それぞれのグループが、さらに互いに異なるビット値によって分割されているか否かによって符号化される。図６Ｂに図示された実施形態では、「０」のグループ６３１及び「１」のグループ６３２がいずれも分割されていないので、「０」のグループ６３１が分割されていないことを示す「００」と、「１」のグループ６３２が分割されていないことを示す「０１」とを符号化する。
ビット５に係わるビットプレーンでは、ビット６に係わるビットプレーンである「１」のグループ６３２が、２つのグループ６３４及び６４４に分割される。従って、「０」のグループが分割されていないことを示す「００」をまず符号化し、「１」のグループ６３２が分割されたことを示すために「１」を符号化する。その後、「１」のグループ６３２が分割された形態を示すために、「０００００１１１１１」を符号化する。
ビット４に係わるビットプレーンでは、「１」のグループ６３２が分割されて生成されたグループ６３３及び６３４において、「０」のグループ６３３がもう一度分割される。従って、「０」のグループ６３１が分割されていないことを示すために、「００」をまず符号化する。また、「１」のグループ６３２が分割されて生成されたグループ６３３及び６３４において、「０」のグループ６３３が分割されたことを示すために「１」を符号化し、「０」のグループ６３３の分割形態を示すために、「１１１００」が符号化される。その後、「１」のグループ６３４は、分割されていないことを示すために、「０１」が符号化される。
ビットプレーン符号化部６２０は、前述の同じビット値をグループ化して生成されたビットグループに基づいたビットプレーン基盤の符号化方法を、最下位ビットまで反復適用し、それぞれのビットプレーンを符号化する。
再び図４を参照すれば、モード情報符号化部４４０は、現在ブロックの符号化に利用されたモードに係わる情報を符号化する。モード決定部４１０が、現在ブロックの符号化モードをスキップモードに決定すれば、モード情報符号化部４４０は、現在ブロックがスキップモードによって符号化されたことを示す情報を符号化する。前述のように、現在ブロックがスキップモードによって符号化されたことを示すフラグ情報を符号化することができる。
モード決定部４１０が、現在ブロックの符号化モードをナチュラルモードまたはグラフィックモードに決定すれば、モード情報符号化部４４０は、現在ブロックがナチュラルモードによって符号化されたことを示す情報、またはグラフィックモードによって符号化されたことを示す情報を符号化することができる。スキップモードと同様に、現在ブロックがナチュラルモードまたはグラフィックモードによって符号化されたことを示すフラグ情報を符号化することができる。
また、モード情報符号化部４４０は、現在ブロックを含む現在スライスが、スキップモード、ナチュラルモードまたはグラフィックモードによって符号化されたブロックを含んでいるか否かを示す情報を符号化することができる。現在スライスに係わるフラグ情報であるから、現在スライスの構文要素（syntax element）として、フラグ情報を符号化することができる。
図７は、本発明のさらに他の実施形態による映像符号化装置を図示している。図７を参照すれば、本発明のさらに他の実施形態による映像符号化装置７００は、スキップモード決定部７１０、ナチュラルモード符号化部７２０、グラフィックモード符号化部７３０、モード決定部７４０及びモード情報符号化部７５０を含む。
スキップモード決定部７１０及びモード決定部７４０は、図１のモード決定部１１０に対応し、ナチュラルモード符号化部７２０、グラフィックモード符号化部７３０及びモード情報符号化部７５０は、図１の符号化部１２０に対応する。
スキップモード決定部７１０は、現在ブロックをスキップモードで符号化するか否かを決定する。現在ブロックのピクセル値と、現在ブロックに隣接した以前に符号化されたブロックのピクセル値とを比較し、現在ブロックと隣接したブロックが同一であるか、あるいは類似していると判断されれば、現在ブロックの符号化モードをスキップモードに決定する。
スキップモード決定部７１０が、現在ブロックの符号化モードをスキップモードに決定すれば、モード情報符号化部７５０は、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示す情報を符号化する。前述のように、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示すフラグ情報が、モード情報符号化部７５０で符号化される。
スキップモード決定部７１０が、現在ブロックの符号化モードをスキップモードではないと決定すれば、ナチュラルモード符号化部７２０及びグラフィックモード符号化部７３０は、現在ブロックをナチュラルモード及びグラフィックモードでそれぞれ符号化する。
モード決定部７４０は、ナチュラルモード符号化部７２０の符号化結果と、グラフィックモード符号化部７３０の符号化結果とを比較し、現在ブロックをナチュラルモードで符号化するか、あるいはグラフィックモードで符号化するかを決定する。
ナチュラルモードで符号化した結果と、グラフィックモードで符号化した結果とに基づいて、ＲＤコストを計算する。コスト＝（rate）＋（lambda）ｘ（distortion）によってコストを計算し、コストが小さいモードを現在ブロックの符号化モードに決定する。「lambda」は、実施形態によって異なって設定され、「lambda」を調整し、ナチュラルモード及びグラフィックモードの選択比率を変更することができる。
モード決定部７４０で、現在ブロックの符号化モードをナチュラルモードまたはグラフィックモードに決定すれば、モード情報符号化部７５０は、決定された符号化モードに係わる情報を符号化する。現在ブロックが、ナチュラルモードで符号化されたことを示すフラグ情報、またはグラフィックモードで符号化されたことを示すフラグ情報を符号化することができる。
また、図６を参照して説明したように、モード情報符号化部７５０は、それぞれのブロックに係わるモード情報以外に、現在スライスがスキップモード、ナチュラルモードまたはグラフィックモードによって符号化されたブロックを含んでいるかを示す情報を符号化することができる。
図８は、本発明の一実施形態による映像復号化装置を図示している。図８を参照すれば、本発明の一実施形態による映像復号化装置８００は、モード情報復号化部８１０及び復号化部８２０を含む。
モード情報復号化部８１０は、ビットストリームに含まれている現在ブロックの符号化モードに係わる情報を復号化する。ビットストリームをパージングし、現在ブロックが、スキップモード、ナチュラルモード及びグラフィックモードのうちいずれのモードで符号化されているかを示す情報を復号化する。
復号化部８２０は、モード情報復号化部８１０で復号化されたモード情報に基づいて、現在ブロックを復号化する。モード情報の復号化結果、現在ブロックがスキップモードで符号化されたとすれば、現在ブロックと同一であるか、あるいは類似しているブロック、すなわち、隣接した以前に復号化されたブロックに基づいて、現在ブロックを復元する。隣接したブロックは、現在ブロックの復号化直前に復号化されたブロックでありうる。現在ブロックが、ナチュラルモードまたはグラフィックモードで符号化されたとすれば、図５及び図６Ａと関連して述べた符号化方法を逆に遂行し、現在ブロックを復元する。図９を参照しつつ詳細に説明する。
図９は、本発明の他の実施形態による映像復号化装置を図示している。図９を参照すれば、本発明の他の実施形態による映像復号化装置９００は、モード情報復号化部９１０、スキップモード復号化部９２０、ナチュラルモード復号化部９３０及びグラフィックモード復号化部９４０を含む。モード情報復号化部９１０は、図８のモード情報復号化部８１０に対応し、スキップモード復号化部９２０、ナチュラルモード復号化部９３０及びグラフィックモード復号化部９４０は、図８の復号化部８２０に対応する。
モード情報復号化部９１０は、図９のモード情報復号化部８１０のように、ビットストリームに含まれている現在ブロックの符号化モードに係わる情報を復号化する。
スキップモード復号化部９２０は、復号化されたモード情報が、スキップモードに係わる情報であるならば、現在ブロックをスキップモードによって復号化する。現在ブロックが隣接した以前に復号化されたブロックに基づいて、現在ブロックを復元する。隣接したブロックをそのまま複写することによって、現在ブロックを復元することができる。
ナチュラルモード復号化部９３０は、復号化されたモード情報が、ナチュラルモードに係わる情報であるならば、現在ブロックをナチュラルモードによって復号化する。ナチュラルモード復号化部９３０は、まずビットストリームに含まれている離散コサイン係数において、ＤＣ成分の係数をパージングする。その後、ビットプレーン基盤の復号化方法を利用して、離散コサイン係数において、ＡＣ成分の係数に係わる複数のビットプレーンを復元する。復元された複数のビットプレーンを結合してＡＣ成分の係数が復元されれば、復元されたＡＣ成分の係数、及びパージングされたＤＣ成分の係数に基づいて、逆離散コサイン変換を遂行する。逆離散コサイン変換の結果、現在ブロックが復元される。
グラフィックモード復号化部９４０は、復号化されたモード情報がグラフィックモードに係わる情報であるならば、現在ブロックをグラフィックモードによって復号化する。ビットプレーン基盤の復号化方法を利用して、現在ブロックのピクセル値に係わる複数のビットプレーンを復元する。その後、復元された複数のビットプレーンを結合し、現在ブロックのピクセル値を復元する。
図１０は、本発明の一実施形態による映像符号化方法について説明するためのフローチャートである。図１０を参照すれば、段階１０１０で、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００または４００は、現在ブロックをスキップモードで符号化するか否かを決定する。スキップモードは、現在ブロックと隣接したブロックが同一であるか、あるいは類似していれば、現在ブロックのピクセル値の代わりに、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示す情報を符号化するモードである。
段階１０１０で、現在ブロックの符号化モードがスキップモードではないと決定されれば、段階１０２０で、映像符号化装置１００または４００は、現在ブロックをナチュラルモードで符号化するか、あるいはグラフィックモードで符号化するかを決定する。図１のモード決定部１１０と関連して説明したように、現在ブロックが自然映像に係わるブロックであるか、あるいは人為的に生成された映像に係わるブロックであるかを判断し、現在ブロックをナチュラルモードで符号化するか、あるいはグラフィックモードで符号化するかを決定する。
段階１０３０で、映像符号化装置１００または４００は、現在ブロックをナチュラルモードで符号化する。段階１０２０の判断結果、現在ブロックが自然映像に係わるブロックであると判断されれば、現在ブロックをナチュラルモードによって符号化する。ナチュラルモードの符号化方法は、図５と関連して述べた。
段階１０４０で、映像符号化装置１００または４００は、現在ブロックをグラフィックモードで符号化する。段階１０２０の判断結果、現在ブロックが、人為的に生成された映像に係わるブロックであると判断されれば、現在ブロックをグラフィックモードによって符号化する。グラフィックモードの符号化方法は、図６Ａと関連して述べた。
段階１０５０で、映像符号化装置１００または４００は、現在ブロックの符号化に利用された符号化モードに係わる情報を符号化する。段階１０１０で、現在ブロックの符号化モードがスキップモードに決定されたならば、現在ブロックのピクセル値の代わりに、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示す情報を符号化する。また、段階１０１０で、現在ブロックの符号化モードが、スキップモードではないと決定され、段階１０３０ないし１０４０で、ナチュラルモードまたはグラフィックモードによって現在ブロックを符号化されたならば、現在ブロックが、ナチュラルモードによって符号化されたことを示す情報、またはグラフィックモードによって符号化されたことを示す情報を符号化する。
図１１は、本発明の他の実施形態による映像符号化方法について説明するためのフローチャートである。図１１を参照すれば、段階１１１０で、本発明の一実施形態による映像符号化装置１００または７００は、現在ブロックをスキップモードで符号化するか否かを決定する。段階１１１０は、図１０の段階１０１０に対応する。
段階１１１０で、現在ブロックの符号化モードが、スキップモードではないと決定されれば、段階１１２０及び１１３０で、映像符号化装置１００または７００は、現在ブロックをナチュラルモード及びグラフィックモードによってそれぞれ符号化する。
段階１１４０で、映像符号化装置１００または７００は、現在ブロックをナチュラルモードで符号化した結果、及びグラフィックモードで符号化した結果を比較し、現在ブロックの符号化モードを決定する。ナチュラルモードで符号化した結果、及びグラフィックモードで符号化した結果に基づいて、ＲＤコストを計算する。コスト計算の結果、コストが小さいモードを現在ブロックの符号化モードに決定する。
段階１１５０で、映像符号化装置１００または７００は、現在ブロックの符号化に利用された符号化モードに係わる情報を符号化する。段階１１１０で、現在ブロックの符号化モードがスキップモードに決定されたならば、現在ブロックのピクセル値の代わりに、現在ブロックがスキップモードで符号化されたことを示す情報を符号化する。また、段階１１１０で、現在ブロックの符号化モードが、スキップモードではないと決定され、段階１１４０で、現在ブロックの符号化モードが、ナチュラルモードまたはグラフィックモードに決定されたならば、現在ブロックが、ナチュラルモードによって符号化されたことを示す情報、またはグラフィックモードによって符号化されたことを示す情報を符号化する。
図１２は、本発明の一実施形態による映像復号化方法について説明するためのフローチャートである。図１２を参照すれば、段階１２１０で、本発明の一実施形態による映像復号化装置８００または９００は、ビットストリームに含まれている現在ブロックの符号化モードに係わる情報を復号化する。ビットストリームをパージングし、現在ブロックがスキップモード、ナチュラルモード及びグラフィックモードのうち、いずれのモードで符号化されたかを示す符号化モードに係わる情報を復号化する。
段階１２２０で、映像復号化装置８００または９００は、復号化されたモード情報に基づいて、現在ブロックを復号化する。段階１２１０で、モード情報の復号化結果、現在ブロックがスキップモードで符号化されたとすれば、現在ブロックと同一であるか、あるいは類似しているブロック、すなわち、隣接した以前に復号化されたブロックに基づいて、現在ブロックを復元する。現在ブロックが、ナチュラルモードまたはグラフィックモードで符号化されたとすれば、図５及び図６Ａと関連して述べた符号化方法を逆に遂行し、現在ブロックを復元する。
以上、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面とによって説明されたとしても、本発明が、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野で当業者であるならば、かような記載から、多様な修正及び変形が可能であろう。従って、本発明の思想は、特許請求の範囲によってのみ把握され、それと均等であるか、あるいは等価的な変形は、いずれも本発明の思想の範疇に属するものである。また、本発明によるシステムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。
例えば、本発明の例示的な実施形態による映像符号化装置及び映像復号化装置は、図１、図４、図７、図８及び図９に図示されたような装置のそれぞれのユニットにカップリングされたバス、前記バスに結合された少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。また、命令、受信されたメッセージまたは生成されたメッセージを保存するために、前記バスに結合され、前述のような命令を遂行するための少なくとも１つのプロセッサにカップリングされたメモリを含んでもよい。
また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。記録媒体の例としては、ＲＯＭ（read-only memory）、ＲＡＭ（random-access memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがあり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）の形態で具現されることも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行される。

Claims (12)

  1. 現在スライスの第１ブロックのピクセル値と、前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるか否かを判断し、前記第１ブロックを第１モードで符号化するか否かを決定する段階と、
    前記第１ブロックを符号化する段階と、を含み、
    前記決定が、第１モードによって符号化すると決定された場合、
    前記符号化する段階は、前記第１ブロックを前記第１モードで符号化し、
    前記決定が、第１モードによって符号化しないと決定された場合、
    前記符号化する段階は、周波数変換に基づいて所定のブロックを符号化する第２モード又はピクセル値に係わる複数のビットプレーンに基づいて所定のブロックを符号化する第３モードによって、前記第１ブロックを符号化し、
    前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであることを特徴とする映像符号化方法。
  2. 前記情報は、
    前記第１ブロックが、前記第１モードによって符号化されたことを示すフラグ情報であることを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
  3. 前記現在スライスが、第１モードによって符号化されたブロックを含んでいることを示すフラグ情報を符号化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
  4. 前記決定する段階は、
    ＳＡＤ（sum of absolute differences）、ＭＳＥ（mean square error）、ＳＮＲ（signal to noise ration）、及び前記第１ブロックと前記第２ブロックとの最大差のうち少なくとも一つに基づいてコストを計算する段階と、
    前記計算されたコストに基づいて、前記第１ブロックを第１モードで符号化するか否かを決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像符号化方法。
  5. 現在スライスの第１ブロックのピクセル値と、前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるか否かを判断し、前記第１ブロックを第１モードで符号化するか否かを決定する段階と、
    前記第１ブロックを符号化する段階と、を含み、
    前記決定が、第１モードで符号化すると決定した場合、
    前記符号化する段階は、前記第１ブロックを前記第１モードで符号化し、
    前記決定が、第１モードによって符号化しないと決定した場合、
    前記符号化する段階は、前記第１ブロックが、ナチュラル映像のブロックであるとき、周波数変換に基づいて、第２モードによって前記第１ブロックを符号化し、前記第１ブロックが人工映像のブロックであるとき、ピクセル値に係わる複数個のビットプレーンに基づいて、第３モードによって前記第１ブロックを符号化し、
    前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであることを特徴とする映像符号化方法。
  6. 現在スライスの第１ブロックのピクセル値と、前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるか否かを判断し、前記第１ブロックを第１モードで符号化するか否かを決定する段階と、
    前記第１ブロックを符号化する段階と、を含み、
    前記決定が、第１モードで符号化すると決定した場合、
    前記符号化する段階は、前記第１ブロックを前記第１モードで符号化し、
    前記決定が、第１モードによって符号化しないと決定した場合、
    前記符号化する段階は、
    前記第１ブロックを、前記第１モードによって符号化しないように決定された場合、前記第１ブロックがナチュラル映像のブロックであるとき、周波数変換に基づいて、第２モードによって前記第１ブロックを符号化し、前記第１ブロックが人工映像のブロックであるとき、ピクセル値に係わる複数個のビットプレーンに基づいて、第３モードによって前記第１ブロックを符号化する段階と、
    前記第２モードによって符号化された第１ブロックと、前記第３モードによって符号化された第１ブロックとを比較する段階と、
    前記比較する段階の比較結果によって、前記第２モード及び第３モードのうち、前記第１ブロックの符号化モードを決定する段階と、
    前記決定された符号化モードにより、前記第１ブロックを符号化する段階と、を含むことを特徴とする映像符号化方法。
  7. 映像の第１ブロックの符号化モードを示す情報を復号化する段階と、
    前記情報に基づいて選択的に、第１モードによって前記第１ブロックを復号化する段階と、を含み、
    前記第１モードは、第１ブロックのピクセル値と、現在スライスの前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるとき、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであり、
    さらに、前記復号化する段階は、
    前記情報に基づいて、前記第１モード、周波数変換に基づいて所定のブロックを符号化する第２モード、及びピクセル値に係わる複数のビットプレーンに基づいて所定のブロックを符号化する第３モードのうち一つによって、前記第１ブロックを復号化することを特徴とする映像復号化方法。
  8. 前記情報を復号化する段階は、
    前記第１ブロックが前記第１モードによって符号化されたことを示すフラグ情報をパージングする段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の映像復号化方法。
  9. 前記情報を復号化する段階は、
    前記現在スライスが前記第１モードによって符号化されたブロックを含んでいることを示すフラグ情報をパージングする段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の映像復号化方法。
  10. 第１ブロックのピクセル値と、現在スライスの前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるか否かを判断し、前記第１ブロックを第１モードで符号化するか否かを決定するモード決定部と、
    前記決定に基づいて選択的に、前記第１ブロックを前記第１モードで符号化する符号化部と、を含み、
    前記第１モードは、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであり、
    さらに、前記符号化部は、
    前記決定に基づいて、前記第１モード、周波数変換に基づいて所定のブロックを符号化する第２モード、及びピクセル値に係わる複数のビットプレーンに基づいて所定のブロックを符号化する第３モードのうち一つによって、前記第１ブロックを符号化することを特徴とする映像符号化装置。
  11. 映像の第１ブロックの符号化モードを示す情報を復号化する情報復号化部と、
    前記情報に基づいて選択的に、第１モードによって前記第１ブロックを復号化するブロック復号化部と、を含み、
    前記第１モードは、第１ブロックのピクセル値と、現在スライスの前記第１ブロック以前に符号化された第２ブロックのピクセル値と、が同一であるとき、前記第１ブロックが前記第２ブロックと同一であり、前記第１モードで符号化されたことを示す情報を、前記第１ブロックのピクセル値の代わりに符号化するモードであり、
    さらに、前記ブロック復号化部は、
    前記情報に基づいて、前記第１モード、周波数変換に基づいて所定のブロックを符号化する第２モード、及びピクセル値に係わる複数のビットプレーンに基づいて所定のブロックを符号化する第３モードのうち一つによって、前記第１ブロックを復号化することを特徴とする映像復号化装置。
  12. 請求項１ないし請求項９のうち、いずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
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