KR20130098465A

KR20130098465A - Video encoding apparatus and method thereof, and video decoding apparatus and method thereof

Info

Publication number: KR20130098465A
Application number: KR1020120020010A
Authority: KR
Inventors: 한기훈; 금대교; 이영렬; 김정필; 곽재희
Original assignee: (주)필링크; 세종대학교산학협력단
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-05
Also published as: KR101346474B1

Abstract

PURPOSE: Video encoding apparatus and a method thereof, and video decoding apparatus and a method thereof are provided to selectively use the discrete cosine transform-based interpolation filter (DCT-IF) and the discrete sine transform-based interpolation filter (DST-IF), thereby maximizing the compression of video in encoding. CONSTITUTION: A prediction unit (100) selects either DCT-IF or DST-IF based on rate distortion costs (RDC) and generates a predicted block of a current block using the selected IF. A first subtractor (110) subtracts the predicted block from the current block to generate a first residual block. A transformation unit (120) generates a frequency conversion block with the conversion of the first residual block. A quantization unit (130) quantizes the frequency conversion block. A bit stream generator (140) encodes information about the selected interpolation filter and the quantized frequency conversion block into bit stream. [Reference numerals] (100) Prediction unit; (110) First subtractor; (120) Transformation unit; (130) Quantization unit; (140) Bit stream generator; (150) Reverse-quantization unit; (160) Reverse- transformation unit; (170) Calculation unit; (180) Frame memory; (AA) Inputted image; (BB) Bitstream

Description

영상 부호화 장치 및 이의 영상 부호화 방법, 그리고 영상 복호화 장치 및 이의 영상 복호화 방법{VIDEO ENCODING APPARATUS AND METHOD THEREOF, AND VIDEO DECODING APPARATUS AND METHOD THEREOF}Video encoding apparatus and video encoding method thereof, and video decoding apparatus and video decoding method thereof {VIDEO ENCODING APPARATUS AND METHOD THEREOF, AND VIDEO DECODING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 영상 부호화 장치 및 이의 영상 부호화 방법, 그리고 영상 복호화 장치 및 이의 영상 복호화 방법에 관한 것으로서, 중소기업청에서 지원하는 2011년도 산학연공동기술개발사업(No. 00044957)의 연구수행으로 인한 결과물이다.
The present invention relates to an image encoding apparatus, an image encoding method thereof, and an image decoding apparatus and an image decoding method thereof, and is a result of research conducted by the 2011 Industry-University Joint Technology Development Project (No. 00044957) supported by the Small and Medium Business Administration.

움직임 보상(Motion Compensation) 기술은 움직임 추정 과정에서 결정된 움직임 벡터를 이용하여 참조 블록으로부터 예측 블록(즉, 참조 블록을 움직임 보상한 블록)을 생성하고, 상기 예측 블록과 현재 블록 간 차이 데이터(즉, 잔차 블록)를 결정하는 기술로서, 화소 정밀도가 높을수록 보다 우수한 부호화 성능의 움직임 보상을 할 수 있다. 이에 따라 MPEG-2와 MPEG-4의 영상 압축 기술에서는 1/2 화소 정밀도, H.264, HEVC(High Efficiency Video Coding)에서는 1/4 화소 정밀도까지의 움직임 보상을 수행한다. 즉, HEVC의 경우, 움직임 벡터값을 1/4 화소 정밀도까지 예측함으로써 정밀한 움직임을 예측하여 부호화 성능을 올릴 수 있다. 이를 위해서는, 예측 블록 생성 시, 보간 방법을 통해 참조 블록 내 정수화소값을 1/4 화소 정밀도까지 보간해야 한다. 이때, 종래 기술에서는 영상의 특징을 고려하지 않은 고정된 보간 방법을 사용하여 보간하며, 이는 영상의 압축률을 떨어뜨리는 요인이 된다.
The motion compensation technique generates a prediction block (that is, a block that motion-compensates the reference block) from the reference block by using the motion vector determined in the motion estimation process, and calculates the difference data between the prediction block and the current block (i.e., As a technique for determining the residual block, the higher the pixel precision, the better the motion compensation of the encoding performance. Accordingly, motion compensation of up to 1/2 pixel precision in MPEG-2 and MPEG-4 and 1/4 pixel precision in H.264 and high efficiency video coding (HEVC) is performed. That is, in case of HEVC, the encoding performance can be improved by predicting the precise motion by predicting the motion vector value to 1/4 pixel precision. To this end, when generating a prediction block, an integer pixel value in a reference block must be interpolated to 1/4 pixel precision through an interpolation method. In this case, in the prior art, interpolation is performed by using a fixed interpolation method that does not consider the feature of the image, which causes a decrease in the compression ratio of the image.

당해 기술분야에서는, 영상 부호화 장치 및 이의 영상 부호화 방법, 그리고 영상 복호화 장치 및 이의 영상 복호화 방법이 요구되고 있다.
There is a need in the art for a video encoding apparatus and a video encoding method thereof, and a video decoding apparatus and a video decoding method thereof.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 태양은 영상 부호화 장치를 제공한다. 상기 영상 부호화 장치는, 비트율 왜곡 비용을 기반으로, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DCT-IF: Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter)와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DST-IF: Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter) 중 하나의 보간필터를 선택하고, 상기 선택된 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부와, 상기 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 제1 잔차 블록을 생성하는 제1 감산부와, 상기 제1 잔차 블록을 변환하여 주파수변환블록을 생성하는 변환부와, 상기 주파수변환블록을 양자화하여 양자화된 주파수변환블록을 생성하는 양자화부와, 상기 양자화된 주파수변환블록과 상기 선택된 보간필터에 대한 정보를 비트스트림으로 부호화하는 비트스트림 생성부를 포함한다. In order to solve the said subject, 1st aspect of this invention provides an image encoding apparatus. The image encoding apparatus may include a Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter (DCT-IF) based on a Discrete Cosine Transform and a Interpolation Filter (DST-IF) based on a Discrete Sine Transform based on a bit rate distortion cost. A prediction unit for selecting one of a Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter and generating a prediction block of the current block using the selected interpolation filter, and subtracting a prediction block from the current block to remove a first residual block. A first subtraction unit to generate, a transform unit to transform the first residual block to generate a frequency transform block, a quantizer to quantize the frequency transform block to generate a quantized frequency transform block, and the quantized frequency transform And a bitstream generator for encoding the block and the information about the selected interpolation filter into a bitstream.

본 발명의 제2 태양은 영상 복호화 장치를 제공한다. 상기 영상 복호화 장치는, 비트스트림으로부터, 양자화된 주파수변환블록 및 보간필터에 대한 정보를 추출하는 비트스트림 복호부와, 상기 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원하는 역양자화부와, 상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 잔차 블록을 복원하는 역변환부와, 상기 보간필터에 대한 정보를 기반으로 영상 부호화 장치에 의해 선택된 보간 필터를 확인하고, 확인 결과에 따라 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터 중 하나의 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부와, 상기 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산부를 포함한다. A second aspect of the present invention provides an image decoding device. The image decoding apparatus includes a bitstream decoder for extracting information about a quantized frequency transform block and an interpolation filter from a bitstream, an inverse quantizer for inversely quantizing the quantized frequency transform block, and reconstructing the frequency transform block; And an inverse transform unit for restoring the residual block by inversely transforming the reconstructed frequency transform block, and checking the interpolation filter selected by the image encoding apparatus based on the information on the interpolation filter, and based on the discrete cosine transform according to the verification result. A prediction unit for generating a prediction block of the current block by using one of an interpolation filter based on an interpolation filter and a discrete sine transform, and reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block. It includes an adder.

본 발명의 제3 태양은 영상 부호화 장치의 영상 부호화 방법을 제공한다. 상기 영상 부호화 방법은, 비트율 왜곡 비용을 기반으로, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터 중 하나의 보간필터를 선택하는 과정과, 상기 선택된 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 과정과, 상기 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 제1 잔차 블록을 생성하는 과정과, 상기 제1 잔차 블록을 변환하여 주파수변환블록을 생성하는 과정과, 상기 주파수변환블록을 양자화하여 양자화된 주파수변환블록을 생성하는 과정과, 상기 양자화된 주파수변환블록과 상기 선택된 보간필터에 대한 정보를 비트스트림으로 부호화하는 과정을 포함한다. A third aspect of the present invention provides a video encoding method of a video encoding apparatus. The image encoding method may further include selecting one of an interpolation filter based on a discrete cosine transform and an interpolation filter based on a discrete sine transform based on a bit rate distortion cost, and using the selected interpolation filter. Generating a prediction block of a current block, subtracting a prediction block from the current block, generating a first residual block, converting the first residual block to generate a frequency conversion block, and performing the frequency conversion Generating a quantized frequency transform block by quantizing the block; and encoding information about the quantized frequency transform block and the selected interpolation filter into a bitstream.

본 발명의 제4 태양은 영상 복호화 장치의 영상 복호화 방법을 제공한다. 상기 영상 복호화 방법은, 비트스트림으로부터, 양자화된 주파수변환블록 및 보간필터에 대한 정보를 추출하는 과정과, 상기 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원하는 과정과, 상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 잔차 블록을 복원하는 과정과, 상기 보간필터에 대한 정보를 기반으로, 영상 부호화 장치에 의해 선택된 보간 필터를 확인하는 과정과, 확인 결과에 따라 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터 중 하나의 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 과정과, 상기 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 과정을 포함한다. A fourth aspect of the present invention provides an image decoding method of an image decoding device. The image decoding method may include extracting information about a quantized frequency transform block and an interpolation filter from a bitstream, inversely quantizing the quantized frequency transform block, and restoring a frequency transform block; Restoring the residual block by inversely transforming the transform block, checking the interpolation filter selected by the image encoding apparatus based on the information on the interpolation filter, and interpolation based on the discrete cosine transform according to the verification result. Generating a prediction block of a current block by using an interpolation filter among an interpolation filter based on a filter and a discrete sine transform, and reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block. .

덧붙여 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시 형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
In addition, the solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. The various features of the present invention and the advantages and effects thereof will be more fully understood by reference to the following specific embodiments.

영상 부호화 장치 및 이의 영상 부호화 방법, 그리고 영상 복호화 장치 및 이의 영상 복호화 방법이 제공될 수 있다.
An image encoding apparatus and an image encoding method thereof, and an image decoding apparatus and an image decoding method thereof may be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치 내 예측부의 상세 구성을 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치의 영상 부호화 방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치의 보간 필터 선택 방법을 도시한 흐름도, 및
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 복호화 장치의 영상 복호화 방법을 도시한 흐름도.1 is a block diagram showing the configuration of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram showing a detailed configuration of a prediction unit in a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a video encoding method of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating a method of selecting an interpolation filter of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention; and
6 is a flowchart illustrating an image decoding method of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하 본 발명은 영상 부호화 장치 및 이의 영상 부호화 방법, 그리고 영상 복호화 장치 및 이의 영상 복호화 방법에 대해 설명한다. 특히, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DCT-IF: Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter)와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DST-IF: Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter)를 선택적으로 사용함으로써, 참조 프레임을 움직임 보상한 프레임과 현재 프레임 간 차이 데이터를 줄여 부호화 시 영상의 압축률을 극대화하기 위한 영상 부호화 장치 및 이의 영상 부호화 방법, 그리고 영상 복호화 장치 및 이의 영상 복호화 방법에 대해 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described with respect to an image encoding apparatus and an image encoding method thereof, and an image decoding apparatus and an image decoding method thereof. In particular, the Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter (DCT-IF) and the Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter (DST-IF) By using the method, a video encoding apparatus and a video encoding method thereof, a video decoding apparatus, and a video decoding method thereof to reduce the difference data between a motion-compensated frame and a current frame to maximize the compression rate of the video during encoding will be described.

이하 설명에서 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 무선 통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 스마트폰(Smart Phone), TV 등과 같은 사용자 단말기이거나, 응용 서버, 서비스 서버 등의 서버 단말기일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상의 부호화 또는 복호화를 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미할 수 있다.In the following description, the video encoding apparatus and the video decoding apparatus are a personal computer (PC), a notebook computer, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), and a PlayStation Portable (PSP). : It may be a user terminal such as PlayStation Portable, a wireless communication terminal, a smart phone, a TV, or a server terminal such as an application server or a service server, and communicates with various devices or wired / wireless communication networks. It may mean various devices including a communication device such as a communication modem, a memory for storing various programs and data for encoding or decoding an image, and a microprocessor for executing and controlling a program by executing a program.

또한, 영상 부호화 장치에 의해 비트스트림으로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나, 케이블, 범용 직렬 버스(USB: Universal Serial Bus) 등과 같은 다양한 통신 인터페이스를 통해 영상 복호화 장치로 전송 및 복호화되어 영상으로 복원 및 재생될 수 있다.In addition, the image encoded in the bitstream by the video encoding apparatus is real-time or non-real-time through the wired or wireless communication network, such as the Internet, local area wireless communication network, wireless LAN network, WiBro network, mobile communication network, or the like, cable, universal serial bus (USB: It may be transmitted and decoded to an image decoding apparatus through various communication interfaces such as a universal serial bus) to restore and reproduce the image.

통상적으로 동영상은 일련의 영상(Picture)으로 구성될 수 있으며, 각 영상은 프레임 또는 블록(Block)과 같은 소정의 영역으로 분할될 수 있다. 영상의 영역이 블록으로 분할되는 경우, 분할된 블록은 부호화 방법에 따라 크게 인트라 블록(Intra Block), 인터 블록(Inter Block)으로 분류될 수 있다. 인트라 블록은 인트라 예측 부호화(Intra Prediction Coding) 방식을 사용하여 부호화되는 블록을 의미한다. 여기서, 인트라 예측 부호화란, 현재 부호화를 수행하는 영상 내에서 이전에 부호화되고 복호화되어 복원된 블록들의 화소값을 이용하여 현재 블록의 화소값을 예측함으로써 예측 블록을 생성하고 현재 블록의 화소값과의 차분값을 부호화하는 방식이다. 인터 블록은 인터 예측 부호화(Inter Prediction Coding) 방식을 사용하여 부호화되는 블록을 의미한다. 여기서, 인터 예측 부호화란, 하나 이상의 과거 영상 또는 미래 영상을 참조하여 현재 영상 내 현재 블록의 화소값을 예측함으로써 예측 블록을 생성하고 현재 블록의 화소값과의 차분값을 부호화하는 방식이다. 여기서, 현재 영상을 부호화하거나 복호화하는데 참조되는 블록을 참조 블록(Reference Block)이라 한다.In general, a video may be composed of a series of pictures, and each video may be divided into a predetermined area such as a frame or a block. When an area of an image is divided into blocks, the divided blocks may be largely classified into intra blocks and inter blocks according to an encoding method. An intra block refers to a block that is encoded by using an intra prediction coding scheme. In this case, intra prediction encoding is used to predict a pixel value of a current block by using pixel values of blocks that have been previously encoded, decoded, and reconstructed in an image to be encoded, thereby generating a prediction block and matching the pixel value of the current block. A method of encoding difference values. An inter block means a block that is encoded using an inter prediction coding scheme. Here, inter prediction encoding is a method of generating a prediction block by predicting pixel values of a current block in a current image by referring to one or more past images or future images, and encoding a difference value with pixel values of the current block. Here, the block referred to for encoding or decoding the current video is called a reference block.

이하 설명은, HEVC(High Efficiency Video Coding) 기반 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치를 예로 들어 설명할 것이나, 움직임 추정 시 다양한 화소 정밀도의 움직임 벡터값을 사용할 수 있는 모든 영상 압축 기술에 적용 가능함은 물론이다. HEVC 기반 영상 부호화 장치의 경우, 부호화하고자 하는 입력 영상은 코딩단위(CU: Coding Unit)(즉, CTB(Coding Tree Block))로 입력된다. 상기 코딩단위는 N×N 블록 형태를 가지며, 여기서, N은 2n의 크기를 가진다. 상기 코딩단위는 쿼드트리(Quad Tree)의 형태로 이루어지며, 최대 크기의 코딩단위(Largest Coding Unit)로부터 지정된 크기의 코딩단위까지 귀납적으로 최적의 예측단위(PU: Prediction Unit)를 찾아 부호화를 수행한다. 예측의 기본 단위는 예측단위(Prediction Unit)로 정의되며, 하나의 코딩단위는 다수 개의 블록으로 분할되어 예측에 사용된다. 상기 예측단위는 NxM 블록 형태를 가지며, 여기서 N과 M은 각각 2n의 크기를 가진다.
In the following description, a high efficiency video coding (HEVC) -based image coding apparatus and an image decoding apparatus will be described as an example, but it can be applied to all image compression techniques that can use motion vector values having various pixel precisions in motion estimation. . In the HEVC-based image encoding apparatus, an input image to be encoded is input in a coding unit (CU) (that is, a coding tree block (CTB)). The coding unit has an N × N block shape, where N has a size of 2n. The coding unit is in the form of a quad tree, and inductively finds an optimal prediction unit (PU) from a largest coding unit (Largest Coding Unit) to a coding unit of a specified size and performs encoding. do. The basic unit of prediction is defined as a prediction unit, and one coding unit is divided into a plurality of blocks and used for prediction. The prediction unit has a NxM block shape, where N and M each have a size of 2n.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치는, 예측부(100), 제1 감산부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 비트스트림 생성부(140), 역양자화부(150), 역변환부(160), 가산부(170), 프레임 메모리(180)를 포함한다. As illustrated, the apparatus for encoding an image includes a predictor 100, a first subtractor 110, a transformer 120, a quantizer 130, a bitstream generator 140, and an inverse quantizer 150. , An inverse transform unit 160, an adder 170, and a frame memory 180.

상기 도 1을 참조하면, 상기 예측부(100)는, 비트율 왜곡 비용(Rate Distortion Cost)을 기반으로, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터 중 하나의 보간필터를 선택하고, 상기 선택된 보간필터를 사용하여 참조 블록을 보간한 후, 상기 보간된 참조 블록 및 움직임 벡터를 기반으로, 부호화하고자 하는 입력 영상 내 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다. 예를 들어, 상기 예측부(100)는, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터의 비트율 왜곡 비용을 비교하고, 가장 낮은 비트율 왜곡 비용을 가지는 보간 필터를 선택적으로 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이와 같이 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 선택적으로 사용할 경우, 종래 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터만을 고정 사용하는 경우보다 높은 압축 성능을 얻을 수 있다. 여기서, 상기 예측부(100)의 상세 구성에 대해 추후 도 2를 기반으로 다시 설명하기로 한다. Referring to FIG. 1, the prediction unit 100 may interpolate one of an interpolation filter based on a discrete cosine transform and an interpolation filter based on a discrete sine transform based on a rate distortion cost. After selecting a filter and interpolating a reference block using the selected interpolation filter, a prediction block for a current block in an input image to be encoded is generated based on the interpolated reference block and a motion vector. For example, the prediction unit 100 compares the bit rate distortion costs of the interpolation filter based on the discrete cosine transform and the interpolation filter based on the discrete sinusoid transform, and selectively selects an interpolation filter having the lowest bit rate distortion cost. Can be used to generate prediction blocks. As such, when the interpolation filter based on the discrete cosine transform and the interpolation filter based on the discrete sine transform are selectively used, a higher compression performance can be obtained than when using only the interpolation filter based on the conventional discrete cosine transform. . Here, the detailed configuration of the prediction unit 100 will be described later based on FIG. 2.

상기 제1 감산부(110)는, 현재 블록에서 상기 생성된 예측 블록을 감산하여 제1 잔차 블록을 생성한다. The first subtractor 110 subtracts the generated prediction block from the current block to generate a first residual block.

상기 변환부(120)는, 상기 제1 잔차 블록을 주파수 영역으로 변환하여 주파수변환블록을 생성한다. The transform unit 120 converts the first residual block into a frequency domain to generate a frequency transform block.

상기 양자화부(130)는, 상기 주파수변환블록을 양자화(Quantization)하여 양자화된 주파수변환블록을 생성한다. 이에 적용 가능한 양자화 기법으로서, 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization) 또는 양자화 가중치 매트릭스(Quantization Weighted Matrix) 기법이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하지는 않는다. The quantization unit 130 quantizes the frequency transform block to generate a quantized frequency transform block. As a quantization technique applicable to this, Dead Zone Uniform Threshold Quantization (DZUTQ) or Quantization Weighted Matrix (DZUTQ) technique may be used, but is not limited thereto.

상기 비트스트림 생성부(140)는, 상기 양자화된 주파수변환블록을 비트스트림으로 부호화한다. 이와 같이 부호화된 비트스트림은 영상 복호화 장치로 전송된다. 이에 적용 가능한 부호화 기법으로서, 엔트로피 부호화(Entropy Encoding) 기법이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정하지는 않는다. 상기 비트스트림 생성부(140)는, 상기 양자화된 주파수변환블록 외에도, 현재 블록을 복원하기 위해 필요한 다양한 정보들, 예를 들어, 블록 타입에 대한 정보, 예측에 필요한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 비트스트림에 포함시킬 수 있다. 여기서, 예측에 필요한 정보로는, 움직임 벡터값에 대한 정보, 상기 선택된 보간필터를 구분하기 위한 정보가 포함되며, 상기 보간필터 구분 정보는 프레임 단위 또는 코딩단위 또는 예측단위로 비트스트림에 포함될 수 있다. The bitstream generator 140 encodes the quantized frequency transform block into a bitstream. The encoded bitstream is transmitted to the video decoding apparatus. As an encoding technique applicable thereto, an entropy encoding technique may be used, but is not necessarily limited thereto. The bitstream generator 140, in addition to the quantized frequency transform block, includes various pieces of information necessary for reconstructing the current block, for example, information on a block type, information necessary for prediction, transform and quantization type. Information can be included in the bitstream. The information necessary for prediction may include information on a motion vector value and information for distinguishing the selected interpolation filter, and the interpolation filter classification information may be included in a bitstream in a frame unit, a coding unit, or a prediction unit. .

상기 역양자화부(150)는, 상기 양자화부(130)와 동일한 양자화 타입을 적용하며, 상기 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원한다. The inverse quantization unit 150 applies the same quantization type as the quantization unit 130, and inversely quantizes the quantized frequency transform block to restore the frequency transform block.

상기 역변환부(160)는, 상기 변환부(120)와 동일한 변환 타입을 적용하며, 상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 제1 잔차 블록을 복원한다. The inverse transform unit 160 applies the same transform type as the transform unit 120, and inversely transforms the restored frequency transform block to restore a first residual block.

상기 가산부(170)는, 상기 복원된 제1 잔차 블록과 상기 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다. The adder 170 reconstructs the current block by adding the reconstructed first residual block and the generated prediction block.

상기 프레임 메모리(180)는, 상기 복원된 현재 블록을 저장하며, 이와 같이 저장된 블록은 다른 블록을 예측하기 위한 참조 블록으로서 활용된다.
The frame memory 180 stores the restored current block, and the stored block is used as a reference block for predicting another block.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치 내 예측부의 상세 구성을 도시한 블럭도이다. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a prediction unit in a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치 내 예측부(200)는, 보간부(210), 제2 감산부(220), 계산부(230), 선택부(240), 생성부(250)를 포함한다. As shown, the prediction unit 200 in the image encoding apparatus includes an interpolator 210, a second subtractor 220, a calculator 230, a selector 240, and a generator 250. .

상기 도 2를 참조하면, 상기 보간부(210)는, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간하고, 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간한다. Referring to FIG. 2, the interpolation unit 210 interpolates a reference block with pre-calculated filter coefficients using an interpolation filter based on a discrete cosine transform and uses an interpolation filter based on a discrete sine transform. The reference block is interpolated with the precomputed filter coefficients.

여기서, 상기 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터는, 이산 정현 변환(DST: Discrete Sine Transform)을 통해 주변 정수 단위 좌표의 화소값(이하, '정수화소값'이라 칭함)을 변환계수로 변환하고, 역-이산 정현 변환을 통해 역 변환할 때 정수화소값 대신 소수 단위 좌표의 화소값(이하, '부화소값'이라 칭함)을 대입함으로써, 부화소값을 보간한다. Here, the interpolation filter based on the discrete sine transform converts pixel values (hereinafter, referred to as 'integer pixel values') of peripheral integer unit coordinates into transform coefficients through a discrete sine transform (DST). When the inverse transform is performed through the inverse-discrete sine transform, the subpixel value is interpolated by substituting a pixel value (hereinafter referred to as a 'subpixel value') instead of an integer pixel value.

여기서, 상기 이산 정현 변환과 역-이산 정현 변환은 하기 <수학식 1>과 같이 표현할 수 있다. Here, the discrete sinusoidal transformation and the inverse discrete sinusoidal transformation may be expressed as Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

여기서, x는 정수 단위의 좌표를 나타내고, p(x)는 참조 블록 내 이산 정현 변환될 정수 단위 좌표의 화소값(즉, 정수화소값)을 나타내며, u는 정수 단위의 좌표를 나타내고, c(u)는 이산 정현 변환된 변환계수를 나타낸다. N은 이산 정현 변환의 단위 크기를 나타낸다. 상기 <수학식 1>의 역-이산 정현 변환에서, 정수화소값 대신 부화소값을 대입하면, 하기 <수학식 2>와 같이 표현할 수 있다. Here, x represents coordinates of an integer unit, p (x) represents a pixel value (that is, an integer pixel value) of integer unit coordinates to be discrete sine transformed in a reference block, u represents coordinates of an integer unit, and c ( u) represents the discrete sine transform coefficient. N represents the unit size of the discrete sine transform. In the inverse-to-discrete sine transform of Equation 1, substituting a subpixel value instead of an integer pixel value may be expressed as Equation 2 below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

여기서, α는 소수 단위의 좌표를 나타내고, p(α)는 참조 블록 내 보간하고자 하는 소수 단위 좌표의 화소값(즉, 부화소값)을 나타낸다. 상기 <수학식 2>의 c(u)에 상기 <수학식 1>의 c(u) 연산과정을 대입하면, 하기 <수학식 3>과 같이 표현할 수 있으며, 이를 통해 각 부화소값에 대한 필터계수를 계산할 수 있다. 이와 같이 계산된 각 부화소값에 대한 필터계수는 메모리에 저장되어 사용된다. Here, α represents coordinates in decimal units, and p (α) represents pixel values (ie, sub-pixel values) of the decimal coordinates to be interpolated in the reference block. Substituting c (u) calculation process of Equation 1 into c (u) of Equation 2, it can be expressed as Equation 3 below, and filter for each subpixel value The coefficient can be calculated. The filter coefficient for each subpixel value calculated as described above is stored and used in a memory.

[수학식 3]&Quot; (3) "

여기서,

는 참조 블록 내 보간하고자 하는 부화소값 p(α)에 대한 필터계수를 나타낸다. here,

Denotes a filter coefficient for the subpixel value p (α) to be interpolated in the reference block.

상기 제2 감산부(220)는, 현재 블록에서 상기 보간된 참조 블록들을 각각 감산하여 제2 잔차 블록들을 생성한다. The second subtractor 220 subtracts the interpolated reference blocks from the current block to generate second residual blocks.

상기 계산부(230)는, 상기 생성된 제2 잔차 블록들의 비트율 왜곡 비용을 계산한다. 여기서, 상기 비트율 왜곡 비용은, 예를 들어, 상기 제2 잔차 블록의 비트량과 상기 제2 잔차 블록을 실제로 부호화할 경우 발생되는 비트량의 합으로 계산될 수 있다. The calculator 230 calculates a bit rate distortion cost of the generated second residual blocks. Here, the bit rate distortion cost may be calculated by, for example, the sum of the bit amount of the second residual block and the bit amount generated when the second residual block is actually encoded.

상기 선택부(240)는, 상기 계산된 비트율 왜곡 비용 중 가장 낮은 비트율 왜곡 비용을 가지는 보간 필터를 선택한다. The selector 240 selects an interpolation filter having the lowest bit rate distortion cost among the calculated bit rate distortion costs.

상기 생성부(250)는, 상기 선택된 보간 필터로 보간된 참조 블록을 기반으로 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.
The generator 250 generates a prediction block of the current block based on the reference block interpolated by the selected interpolation filter.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치는, 비트스트림 복호부(300), 역양자화부(310), 역변환부(320), 예측부(330), 가산부(340), 프레임 메모리(250)를 포함한다. As shown, the image decoding apparatus includes a bitstream decoder 300, an inverse quantizer 310, an inverse transformer 320, a predictor 330, an adder 340, and a frame memory 250. do.

상기 도 3을 참조하면, 상기 비트스트림 복호부(300)는, 영상 부호화 장치로부터 수신되는 비트스트림을 복호화하여, 양자화된 주파수변환블록과, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 다양한 정보들, 예를 들어, 블록 타입에 대한 정보, 예측에 필요한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 추출한다. 여기서, 예측에 필요한 정보로는, 움직임 벡터값에 대한 정보, 보간필터를 구분하기 위한 정보가 포함되며, 상기 보간필터 구분 정보는 프레임 단위 또는 코딩단위 또는 예측단위로 추출할 수 있다. 상기 비트스트림 복호부(300)에는 영상 부호화 장치 내 비트스트림 생성부와 동일한 부호화 기법이 적용된다. Referring to FIG. 3, the bitstream decoder 300 decodes a bitstream received from an image encoding apparatus, and various information necessary for reconstructing a quantized frequency transform block and a current block, for example. In addition, information about a block type, information necessary for prediction, and information about a transform and quantization type are extracted. The information necessary for prediction may include information on a motion vector value and information for distinguishing an interpolation filter, and the interpolation filter classification information may be extracted in a frame unit, a coding unit, or a prediction unit. The bitstream decoder 300 is applied with the same encoding scheme as that of the bitstream generator of the image encoding apparatus.

상기 역양자화부(310)는, 상기 추출된 양자화 타입에 대한 정보를 기반으로, 상기 추출된 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원한다. The inverse quantization unit 310 restores the frequency transform block by inverse quantizing the extracted quantized frequency transform block based on the information about the extracted quantization type.

상기 역변환부(320)는, 상기 추출된 변환 타입에 대한 정보를 기반으로, 상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 제1 잔차 블록을 복원한다. The inverse transform unit 320 restores the first residual block by inversely transforming the restored frequency transform block based on the information on the extracted transform type.

상기 예측부(330)는, 상기 추출된 보간필터를 구분하기 위한 정보를 기반으로, 영상 부호화 장치 내 예측부에 의해 선택 및 사용된 보간 필터를 확인하고, 확인 결과에 따라 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터 중 하나의 보간필터를 사용하여 참조 블록을 보간한 후, 상기 보간된 참조 블록 및 상기 추출된 움직임 벡터값을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다. The prediction unit 330 identifies the interpolation filter selected and used by the prediction unit in the image encoding apparatus based on the information for distinguishing the extracted interpolation filter, and based on the discrete cosine transform according to the result of the verification. After interpolating a reference block using one of an interpolation filter based on an interpolation filter and a discrete sine transform, the prediction block for the current block based on the interpolated reference block and the extracted motion vector value Create

상기 가산부(340)는, 상기 복원된 제1 잔차 블록과 상기 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다. The adder 340 reconstructs the current block by adding the reconstructed first residual block and the generated prediction block.

상기 프레임 메모리(250)는 상기 복원된 현재 블록을 저장하며, 이와 같이 저장된 블록은 다른 블록을 예측하기 위한 참조 블록으로서 활용된다.
The frame memory 250 stores the reconstructed current block, which is used as a reference block for predicting another block.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치의 영상 부호화 방법을 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a video encoding method of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면, 영상 부호화 장치는 401단계에서 비트율 왜곡 비용을 기반으로, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터 중 하나의 보간필터를 선택한다. 예를 들어, 상기 영상 부호화 장치는, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터의 비트율 왜곡 비용을 비교하여, 가장 낮은 비트율 왜곡 비용을 가지는 보간 필터를 선택할 수 있다. Referring to FIG. 4, in operation 401, the image encoding apparatus selects one of an interpolation filter based on a discrete cosine transform and an interpolation filter based on a discrete sine transform based on a bit rate distortion cost. For example, the apparatus for encoding an image may select an interpolation filter having the lowest bit rate distortion cost by comparing the bit rate distortion costs of the interpolation filter based on the discrete cosine transform and the interpolation filter based on the discrete sinusoidal transform. .

이후, 상기 영상 부호화 장치는 403단계에서 상기 선택된 보간필터를 사용하여 참조 블록을 보간한 후, 상기 보간된 참조 블록 및 움직임 벡터를 기반으로, 부호화하고자 하는 입력 영상 내 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다. In step 403, the image encoding apparatus interpolates a reference block using the selected interpolation filter, and then generates a prediction block for a current block in an input image to be encoded based on the interpolated reference block and a motion vector. do.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 405단계에서 현재 블록에서 상기 생성된 예측 블록을 감산하여 제1 잔차 블록을 생성한다. In operation 405, the image encoding apparatus generates a first residual block by subtracting the generated prediction block from the current block.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 407단계에서 상기 제1 잔차 블록을 주파수 영역으로 변환하여 주파수변환블록을 생성한다. In operation 407, the image encoding apparatus converts the first residual block into a frequency domain to generate a frequency conversion block.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 409단계에서 상기 주파수변환블록을 양자화(Quantization)하여 양자화된 주파수변환블록을 생성한다. In operation 409, the image encoding apparatus quantizes the frequency transform block to generate a quantized frequency transform block.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 411단계에서 상기 양자화된 주파수변환블록을 비트스트림으로 부호화하고, 413단계로 진행하여 상기 비트스트림을 영상 복호화 장치로 전송한다. 상기 영상 부호화 장치는 상기 양자화된 주파수변환블록 외에도, 현재 블록을 복원하기 위해 필요한 다양한 정보들, 예를 들어, 블록 타입에 대한 정보, 예측에 필요한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 비트스트림에 포함시킬 수 있다. 여기서, 예측에 필요한 정보로는, 움직임 벡터값에 대한 정보, 상기 선택된 보간필터를 구분하기 위한 정보가 포함되며, 상기 보간필터 구분 정보는 프레임 단위 또는 코딩단위 또는 예측단위로 비트스트림에 포함될 수 있다. In operation 411, the image encoding apparatus encodes the quantized frequency transform block into a bitstream. In operation 413, the image encoding apparatus transmits the bitstream to the image decoding apparatus. In addition to the quantized frequency transform block, the image encoding apparatus may include various pieces of information necessary for reconstructing the current block, for example, information on a block type, information necessary for prediction, and information on a transform and quantization type in a bitstream. Can be included. The information necessary for prediction may include information on a motion vector value and information for distinguishing the selected interpolation filter, and the interpolation filter classification information may be included in a bitstream in a frame unit, a coding unit, or a prediction unit. .

이후, 상기 영상 부호화 장치는 415단계에서 상기 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원한다. In operation 415, the image encoding apparatus inversely quantizes the quantized frequency transform block to restore the frequency transform block.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 417단계에서 상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 제1 잔차 블록을 복원한다. In operation 417, the image encoding apparatus inversely transforms the reconstructed frequency transform block to restore a first residual block.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 419단계에서 상기 복원된 제1 잔차 블록과 상기 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다. In operation 419, the image encoding apparatus adds the reconstructed first residual block and the generated prediction block to reconstruct the current block.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 421단계에서 상기 복원된 현재 블록을 저장하며, 이와 같이 저장된 블록은 다른 블록을 예측하기 위한 참조 블록으로서 활용된다. In operation 421, the image encoding apparatus stores the reconstructed current block, and the stored block is used as a reference block for predicting another block.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
Thereafter, the video encoding apparatus terminates the algorithm according to the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 부호화 장치의 보간 필터 선택 방법을 도시한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of selecting an interpolation filter of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 도 5를 참조하면, 영상 부호화 장치는 501단계에서 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간하고, 503단계에서 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간한다. 여기서, 상기 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용한 필터 계수는, 상기 <수학식 3>을 이용하여 미리 계산될 수 있다. Referring to FIG. 5, the image encoding apparatus interpolates a reference block with pre-calculated filter coefficients using an interpolation filter based on the discrete cosine transform in step 501, and an interpolation filter based on the discrete sine transform in step 503. Interpolate the reference block with pre-calculated filter coefficients using. Here, the filter coefficients using the interpolation filter based on the discrete sine transform may be calculated in advance using Equation 3.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 505단계에서 현재 블록에서 상기 보간된 참조 블록들을 각각 감산하여 제2 잔차 블록들을 생성한다. In operation 505, the image encoding apparatus subtracts the interpolated reference blocks from the current block to generate second residual blocks.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 507단계에서 상기 생성된 제2 잔차 블록들의 비트율 왜곡 비용을 계산한다. 여기서, 상기 비트율 왜곡 비용은, 예를 들어, 상기 제2 잔차 블록의 비트량과 상기 제2 잔차 블록을 실제로 부호화할 경우 발생되는 비트량의 합으로 계산될 수 있다. In operation 507, the image encoding apparatus calculates a bit rate distortion cost of the generated second residual blocks. Here, the bit rate distortion cost may be calculated by, for example, the sum of the bit amount of the second residual block and the bit amount generated when the second residual block is actually encoded.

이후, 상기 영상 부호화 장치는 509단계에서 상기 계산된 비트율 왜곡 비용 중 가장 낮은 비트율 왜곡 비용을 가지는 보간 필터를 결정한다. 이와 같이 결정된 보간 필터를 기반으로 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다. In operation 509, the image encoding apparatus determines an interpolation filter having the lowest bit rate distortion cost among the calculated bit rate distortion costs. A prediction block of the current block may be generated based on the determined interpolation filter.

도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 영상 복호화 장치의 영상 복호화 방법을 도시한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating an image decoding method of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참조하면, 영상 복호화 장치는 601단계에서 영상 부호화 장치로부터 비트스트림을 수신하고, 603단계에서 상기 수신된 비트스트림을 복호화하여, 양자화된 주파수변환블록과, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 다양한 정보들, 예를 들어, 블록 타입에 대한 정보, 예측에 필요한 정보, 변환 및 양자화 타입에 대한 정보를 추출한다. 여기서, 예측에 필요한 정보로는, 움직임 벡터값에 대한 정보, 보간필터를 구분하기 위한 정보가 포함되며, 상기 보간필터 구분 정보는 프레임 단위 또는 코딩단위 또는 예측단위로 추출할 수 있다. Referring to FIG. 6, in operation 601, the image decoding apparatus receives a bitstream from the image encoding apparatus, and in step 603, decodes the received bitstream to recover a quantized frequency transform block and a current block. Various information is extracted, for example, information on a block type, information necessary for prediction, and information on a transform and quantization type. The information necessary for prediction may include information on a motion vector value and information for distinguishing an interpolation filter, and the interpolation filter classification information may be extracted in a frame unit, a coding unit, or a prediction unit.

이후, 상기 영상 복호화 장치는 605단계에서 상기 추출된 양자화 타입에 대한 정보를 기반으로, 상기 추출된 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원한다. In operation 605, the image decoding apparatus reconstructs the frequency transform block by inversely quantizing the extracted quantized frequency transform block based on the information about the extracted quantization type.

이후, 상기 영상 복호화 장치는 607단계에서 상기 추출된 변환 타입에 대한 정보를 기반으로, 상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 제1 잔차 블록을 복원한다. In operation 607, the image decoding apparatus reconstructs the first residual block by inversely transforming the reconstructed frequency transform block based on the information on the extracted transform type.

이후, 상기 영상 복호화 장치는 609단계에서 상기 추출된 보간필터를 구분하기 위한 정보를 기반으로, 영상 부호화 장치 내 예측부에 의해 선택 및 사용된 보간 필터를 확인한다.In operation 609, the image decoding apparatus checks the interpolation filter selected and used by the prediction unit in the image encoding apparatus based on the information for distinguishing the extracted interpolation filter.

이후, 상기 영상 복호화 장치는 611단계에서 상기 확인 결과에 따라 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터 중 하나의 보간필터를 사용하여 참조 블록을 보간한 후, 상기 보간된 참조 블록 및 상기 추출된 움직임 벡터값을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다. In operation 611, the image decoding apparatus interpolates the reference block using one of an interpolation filter based on a discrete cosine transform and an interpolation filter based on a discrete sine transform according to the check result. Based on the interpolated reference block and the extracted motion vector value, a prediction block for the current block is generated.

이후, 상기 영상 복호화 장치는 613단계에서 상기 복원된 제1 잔차 블록과 상기 생성된 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다. In operation 613, the image decoding apparatus adds the reconstructed first residual block and the generated prediction block to reconstruct the current block.

이후, 상기 영상 복호화 장치는 615단계에서 상기 복원된 현재 블록을 저장하며, 이와 같이 저장된 블록은 다른 블록을 예측하기 위한 참조 블록으로서 활용된다. In operation 615, the image decoding apparatus stores the reconstructed current block, and the stored block is used as a reference block for predicting another block.

이후, 상기 영상 복호화 장치는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
Thereafter, the video decoding apparatus terminates the algorithm according to the present invention.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100: 예측부
110: 제1 감산부
120: 변환부
130: 양자화부
140: 비트스트림 생성부
150: 역양자화부
160: 역변환부
170: 가산부
180: 프레임 메모리100: prediction unit
110: first subtraction unit
120: converter
130: quantization unit
140: bitstream generation unit
150: inverse quantization
160: inverse transform unit
170: Adder
180: frame memory

Claims

비트율 왜곡 비용을 기반으로, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DCT-IF: Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter)와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DST-IF: Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter) 중 하나의 보간필터를 선택하고, 상기 선택된 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부와,
상기 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 제1 잔차 블록을 생성하는 제1 감산부와,
상기 제1 잔차 블록을 변환하여 주파수변환블록을 생성하는 변환부와,
상기 주파수변환블록을 양자화하여 양자화된 주파수변환블록을 생성하는 양자화부와,
상기 양자화된 주파수변환블록과 상기 선택된 보간필터에 대한 정보를 비트스트림으로 부호화하는 비트스트림 생성부를 포함하는 영상 부호화 장치.
Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter (DCT-IF) and Discrete Sine Transform-based Interpolation based on Discrete Sine Transform (DST-IF) A prediction unit for selecting one interpolation filter and generating a prediction block of the current block by using the selected interpolation filter;
A first subtractor configured to generate a first residual block by subtracting a prediction block from the current block;
A transformer for transforming the first residual block to generate a frequency transform block;
A quantization unit for quantizing the frequency conversion block to generate a quantized frequency conversion block;
And a bitstream generator for encoding the information about the quantized frequency transform block and the selected interpolation filter into a bitstream.

제 1 항에 있어서, 상기 예측부는,
이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간하고, 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간하는 보간부와,
현재 블록에서 상기 보간된 참조 블록들을 각각 감산하여 제2 잔차 블록들을 생성하는 제2 감산부와,
상기 생성된 제2 잔차 블록들의 비트율 왜곡 비용을 계산하는 계산부와,
가장 낮은 비트율 왜곡 비용을 가지는 보간 필터를 결정하는 선택부를 포함하는 영상 부호화 장치.
The method of claim 1, wherein the prediction unit,
An interpolator that interpolates the reference block with pre-calculated filter coefficients using an interpolation filter based on the discrete cosine transform, and interpolates the reference block with a pre-calculated filter coefficient using an interpolation filter based on the discrete sinusoidal transform. ,
A second subtractor configured to generate second residual blocks by subtracting the interpolated reference blocks from a current block, respectively;
A calculator for calculating bit rate distortion costs of the generated second residual blocks;
And a selector for determining an interpolation filter having the lowest bit rate distortion cost.

제 2 항에 있어서,
상기 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용한 필터 계수는, 하기 <수학식 4>를 이용하여 계산되는 영상 부호화 장치.
[수학식 4]

여기서, x는 정수 단위의 좌표를 나타내고, p(x)는 참조 블록 내 이산 정현 변환될 정수 단위 좌표의 화소값을 나타내며, α는 소수 단위의 좌표를 나타내고, p(α)는 참조 블록 내 보간하고자 하는 소수 단위 좌표의 화소값을 나타낸다. N은 이산 정현 변환의 단위 크기를 나타내고, u 는 정수 단위의 좌표를 나타내며,

는 필터 계수를 나타냄.
3. The method of claim 2,
The filter coefficient using the interpolation filter based on the discrete sine transform is calculated using Equation 4 below.
&Quot; (4) "

Where x represents coordinates in integer units, p (x) represents pixel values of integer unit coordinates to be discrete sine transformed in the reference block, α represents coordinates in decimal units, and p (α) interpolates in reference blocks The pixel value of the fractional unit coordinates to be shown is shown. N represents the unit size of the discrete sine transform, u represents the coordinate in integer units,

Indicates filter coefficients.

비트스트림으로부터, 양자화된 주파수변환블록 및 보간필터에 대한 정보를 추출하는 비트스트림 복호부와,
상기 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원하는 역양자화부와,
상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 잔차 블록을 복원하는 역변환부와,
상기 보간필터에 대한 정보를 기반으로 영상 부호화 장치에 의해 선택된 보간 필터를 확인하고, 확인 결과에 따라 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DCT-IF: Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter)와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DST-IF: Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter) 중 하나의 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부와,
상기 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산부를 포함하는 영상 복호화 장치.
A bitstream decoder for extracting information about the quantized frequency transform block and the interpolation filter from the bitstream;
An inverse quantizer for restoring a frequency transform block by inversely quantizing the quantized frequency transform block;
An inverse transform unit which inversely transforms the restored frequency transform block to restore a residual block;
Based on the information on the interpolation filter, the interpolation filter selected by the image encoding apparatus is checked, and a discrete cosine transform-based interpolation filter (DCT-IF) and a discrete sine based on the discrete cosine transform according to the verification result. A prediction unit generating a prediction block of the current block by using an interpolation filter of one of a transform-based interpolation filter (DST-IF);
And an adder configured to reconstruct the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block.

비트율 왜곡 비용을 기반으로, 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DCT-IF: Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter)와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DST-IF: Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter) 중 하나의 보간필터를 선택하는 과정과,
상기 선택된 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 과정과,
상기 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 제1 잔차 블록을 생성하는 과정과,
상기 제1 잔차 블록을 변환하여 주파수변환블록을 생성하는 과정과,
상기 주파수변환블록을 양자화하여 양자화된 주파수변환블록을 생성하는 과정과,
상기 양자화된 주파수변환블록과 상기 선택된 보간필터에 대한 정보를 비트스트림으로 부호화하는 과정을 포함하는 영상 부호화 장치의 영상 부호화 방법.
Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter (DCT-IF) and Discrete Sine Transform-based Interpolation based on Discrete Sine Transform (DST-IF) Selecting one of the interpolation filters
Generating a prediction block of the current block by using the selected interpolation filter;
Generating a first residual block by subtracting a prediction block from the current block;
Generating a frequency conversion block by converting the first residual block;
Generating a quantized frequency transform block by quantizing the frequency transform block;
And encoding information about the quantized frequency transform block and the selected interpolation filter into a bitstream.

제 5 항에 있어서, 상기 보간 필터 선택 과정은,
이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간하는 과정과,
이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용하여 미리 계산된 필터 계수로 참조 블록을 보간하는 과정과,
현재 블록에서 상기 보간된 참조 블록들을 각각 감산하여 제2 잔차 블록들을 생성하는 과정과,
상기 생성된 제2 잔차 블록들의 비트율 왜곡 비용을 계산하는 과정과,
가장 낮은 비트율 왜곡 비용을 가지는 보간 필터를 결정하는 과정을 포함하는 영상 부호화 장치의 영상 부호화 방법.
The method of claim 5, wherein the interpolation filter selection process comprises:
Interpolating the reference block with pre-calculated filter coefficients using an interpolation filter based on the discrete cosine transform,
Interpolating a reference block with pre-calculated filter coefficients using an interpolation filter based on a discrete sine transform,
Generating second residual blocks by subtracting the interpolated reference blocks from a current block, respectively;
Calculating a bit rate distortion cost of the generated second residual blocks;
And a step of determining an interpolation filter having the lowest bit rate distortion cost.

제 6 항에 있어서,
상기 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터를 이용한 필터 계수는, 하기 <수학식 5>를 이용하여 계산되는 영상 부호화 장치의 영상 부호화 방법.
[수학식 5]

는 필터 계수를 나타냄.
The method according to claim 6,
The filter coefficient using the interpolation filter based on the discrete sine transform is calculated using Equation 5 below.
&Quot; (5) "

Indicates filter coefficients.

비트스트림으로부터, 양자화된 주파수변환블록 및 보간필터에 대한 정보를 추출하는 과정과,
상기 양자화된 주파수변환블록을 역 양자화하여 주파수변환블록을 복원하는 과정과,
상기 복원된 주파수변환블록을 역 변환하여 잔차 블록을 복원하는 과정과,
상기 보간필터에 대한 정보를 기반으로, 영상 부호화 장치에 의해 선택된 보간 필터를 확인하는 과정과,
확인 결과에 따라 이산 여현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DCT-IF: Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter)와 이산 정현 변환을 기반으로 하는 보간 필터(DST-IF: Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter) 중 하나의 보간필터를 사용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 과정과,
상기 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 과정을 포함하는 영상 복호화 장치의 영상 복호화 방법. Extracting information about a quantized frequency transform block and an interpolation filter from the bitstream;
Inversely quantizing the quantized frequency transform block and restoring the frequency transform block;
Restoring a residual block by inversely transforming the restored frequency transform block;
Identifying an interpolation filter selected by the image encoding apparatus based on the information on the interpolation filter;
The interpolation filter (DCT-IF: Discrete Cosine Transform-based Interpolation Filter) based on the Discrete Cosine Transform (DCT-IF) and the Discrete Sine Transform-based Interpolation Filter (DST-IF) Generating a prediction block of the current block using a single interpolation filter,
And reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block.