KR20150048637A - 색 성분 간 예측 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20150048637A
KR20150048637A KR1020140141035A KR20140141035A KR20150048637A KR 20150048637 A KR20150048637 A KR 20150048637A KR 1020140141035 A KR1020140141035 A KR 1020140141035A KR 20140141035 A KR20140141035 A KR 20140141035A KR 20150048637 A KR20150048637 A KR 20150048637A
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Abstract

본 발명은 입력 블록과, 예측 블록의 차분으로부터 제1 색 성분에 대한 잔여 블록 및 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 획득하는 잔여 블록 획득부; 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 상기 제2 색 성분에 대한 잔여 블록의 차분으로부터, 잔여 신호를 생성하여, 색 성분 간 예측을 하는 색 성분 간 예측부; 상기 잔여 신호에 대해 변환을 하여, 변환 계수를 생성하는 변환부; 상기 변환 계수에 대해 양자화하여, 양자화된 데이터를 생성하는 양자화부; 및 상기 양자화된 데이터에 대해 엔트로피 부호화하여, 비트스트림을 출력하는 엔트로피 부호화부를 포함하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치를 제공한다.

Description

색 성분 간 예측 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INTER COLOR COMPONENT PREDICTION}
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 이를 이용하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색 성분 간 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다.
정보 통신 산업의 지속적인 발달은 HD(High Definition) 해상도를 가지는 방송 서비스의 세계적인 확산을 야기시켰다. 이에, 많은 사용자들이 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지게 되었으며, 사용자들의 높은 화질에 대한 수요를 만족시키기 위하여, 많은 기관들이 차세대 영상기기에 대한 개발에 박차를 가하고 있다. 또한, HDTV뿐만 아니라, FHD(Full HD) 및 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서, 보다 높은 해상도, 고화질의 영상에 대한 영상 부호화/복호화 기술이 요구되고 있다.
영상 부호화/복호화 장치 및 방법은 보다 높은 해상도 및 고화질의 영상에 대한 부호화/복호화를 수행하기 위해, 시간적으로 이전 및/또는 이후의 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 인터(inter) 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 픽셀값을 예측하는 인트라(intra) 예측 기술, 출현 빈도가 높은 심볼(symbol)에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 심볼에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등을 사용할 수 있다.
하지만, 종래의 경우, 영상 부호화/복호화 장치 및 방법은 색 성분 간 상관관계에 대한 고려를 하지 않았으며, 이로 인해, 종래의 영상 부호화/복호화 장치 및 방법은 영상 부호화/복호화 효율의 저하를 야기했다.
본 발명은 색 성분 간 상관 관계에 대해 고려하여, 영상 부호화/복호화 효율을 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 선택적으로 색 성분 간 예측을 수행하여, 영상 부호화 효율을 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 선택적으로 색 성분 간 보상을 수행하여, 영상 복호화 효율을 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 블록과 제1 색 성분에 대한 예측 블록의 차분으로부터 제1 색 성분에 대한 잔여 블록을 획득하고, 입력 블록과 제2 색 성분에 대한 예측 블록의 차분으로부터 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 획득하는 잔여 블록 획득부; 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 상기 제2 색 성분에 대한 잔여 블록의 차분인 잔여 신호를 생성하는 색 성분 간 예측부; 상기 잔여 신호에 대해 변환을 하여, 변환 계수를 생성하는 변환부; 상기 변환 계수에 대해 양자화하여, 양자화된 데이터를 생성하는 양자화부; 및 상기 양자화된 데이터에 대해 엔트로피 부호화하여, 비트스트림을 출력하는 엔트로피 부호화부를 포함하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 색 성분 간 예측부는 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 잔여 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이상인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이하인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 엔트로피 부호화부는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS)를 통해 잔여 신호의 생성 여부에 대해 지시하는 지시자를 생성하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 제1 색 성분은 휘도 성분이고, 상기 제2 색 성분은 색차 성분인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 비트스트림을 입력 받아, 양자화된 데이터를 생성하는 엔트로피 복호화부; 상기 양자화된 데이터에 대해 역양자화 하여, 변환 계수를 생성하는 역양자화부; 상기 변환 계수에 대해 역변환하여, 잔여 신호를 생성하는 역변환부; 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는 색 성분 간 보상부; 및 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 제1 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하고, 상기 제2 색 성분에 대한 잔여 블록에 제2 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하여, 복원 블록을 획득하는 복원 블록 획득부를 포함하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 색 성분 간 보상부는 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성 하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이상인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이하인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 엔트로피 복호화부는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS)를 통해, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는지 여부를 지시 받는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
이때, 상기 제1 색 성분은 휘도 성분이고, 상기 제2 색 성분은 색차 성분인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 비트스트림을 입력 받아, 양자화된 데이터를 생성하는 엔트로피 복호화 단계; 상기 양자화된 데이터로부터 변환 계수를 생성하는 역양자화 단계; 상기 변환 계수로부터 잔여 신호를 생성하는 역변환 단계; 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는 색 성분 간 보상 단계; 및 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 제1 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하고, 상기 제2 색 성분에 대한 잔여 블록에 제2 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하여, 복원 블록을 획득하는 단계를 포함하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
이때, 상기 색 성분 간 보상 단계에서는 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성 하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
이때, 상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이상인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
이때, 상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이하인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
이때, 상기 엔트로피 복호화 단계에서는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS)를 통해, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 잔여 신호를 가산하여 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는지 여부를 지시 받는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
이때, 상기 제1 색 성분은 휘도 성분이고, 상기 제2 색 성분은 색차 성분인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
본 발명은 색 성분 간 상관 관계에 대해 고려하여, 영상 부호화/복호화 효율을 향상시키는 이점이 있다.
본 발명은 또한, 선택적으로 색 성분 간 예측을 수행하여, 영상 부호화 효율을 향상시키는 이점이 있다.
본 발명은 또한, 선택적으로 색 성분 간 보상을 수행하여, 영상 복호화 효율을 향상시키는 이점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 인트라 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 인터 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 방법의 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 영상 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽쳐 버퍼(190)를 포함한다.
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치(115)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(115)가 인터로 전환될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀값을 참조 화소로 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 화소를 이용하여, 공간적 예측을 수행하고, 현재 블록에 대한 에측 샘플들을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터이며, 현재 부호화/복호화 대상 영상과 참조 영상 사이의 오프셋을 나타낼 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔여 블록(residual block, 레지듀얼 신호)을 생성할 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록 및/또는 잔여 신호에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 레지듀얼 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
이하, 본 명세서에서는 변환 계수에 양자화가 적용되어 생성된, 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)도 변환 계수로 불릴 수 있다.
양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터에 따라 양자화하여 양자화된 변환 계수 레벨(quantized transform coefficient level)을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 입력된 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터 값 등을 확률 분포에 따라 엔트로피 부호화하여 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 비디오의 화소 정보 외에 비디오 디코딩을 위한 정보(예컨대, 신택스 엘리먼트(syntax element) 등)을 엔트로피 부호화 할 수도 있다.
부호화 파라미터는 부호화 및 복호화에 필요한 정보로서, 신택스 엘리먼트와 같이 부호화 장치에서 부호화되어 복호화 장치로 전달되는 정보뿐만 아니라, 부호화 혹은 복호화 과정에서 유추될 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
부호화 파라미터는 예를 들어 인트라/인터 예측모드, 이동/움직임 벡터, 참조 영상 색인, 부호화 블록 패턴, 레지듀얼 신호 유무, 변환 계수, 양자화된 변환 계수, 양자화 파라미터, 블록 크기, 블록 분할 정보 등의 값 또는 통계를 포함할 수 있다.
레지듀얼 신호는 원신호와 예측 신호의 차이를 의미할 수 있고, 또한 원신호와 예측 신호의 차이가 변환(transform)된 형태의 신호 또는 원신호와 예측 신호의 차이가 변환되고 양자화된 형태의 신호를 의미할 수도 있다. 레지듀얼 신호는 블록 단위에서는 레지듀얼 블록이라 할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 성능이 높아질 수 있다.
엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(VLC: Variable Lenghth Coding/Code) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법 또는 확률 모델을 사용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수도 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환될 수 있다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록이 생성될 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거치고, 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 적응적 인루프(in-loop) 필터로 불릴 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. SAO는 코딩 에러를 보상하기 위해 픽셀값에 적정 오프셋(offset) 값을 더해줄 수 있다. ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽쳐 버퍼(270)를 포함한다.
영상 복호화 장치(200)는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 입력 받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다. 영상 복호화 장치(200)는 입력 받은 비트스트림으로부터 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 복원된 잔여 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다. 엔트로피 복호화 방법은 상술한 엔트로피 부호화 방법의 역과정으로 수행된다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 복원된 잔여 블록이 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)에서는 양자화된 계수에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 인터 모드인 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 잔여 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 픽쳐 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해 부호화 유닛(Coding Unit; CU)으로 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다. 유닛은 구문 요소(syntax element)와 영상 샘플들이 포함된 블록을 합쳐서 일컫는 말이다. 유닛이 분할된다는 것은 유닛에 해당하는 블록을 분할한다는 것을 의미할 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)을 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU)(이하, LCU라 함) 단위로 순차적으로 분할한 후, LCU 단위로 분할 구조를 결정한다. 여기서, LCU란 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 분할 구조는 LCU(310) 내에서 영상을 효율적으로 부호화하기 위한 부호화 유닛(이하, CU라 함)의 분포를 의미하며, 이러한 분포는 하나의 CU를 그 가로 크기 및 세로 크기의 절반으로 감소된 4개의 CU로 분할할지 여부에 따라 결정될 수 있다. 분할된 CU는 동일한 방식으로 분할된 CU에 대해서 그 가로 크기 및 세로 크기가 절반씩 감소된 4개의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다.
이때, CU의 분할은 미리 정의된 깊이까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보로써, 각 CU마다 저장되어 있다. 예컨대, LCU의 깊이는 0이고, SCU(Smallest Coding Unit)의 깊이는 미리 정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, LCU는 상술한 바와 같이 최대 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛이며, SCU(Smallest Coding Unit)는 최소 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛이다.
LCU(310)로부터 가로 및 세로 크기의 절반으로 분할을 수행할 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 각각의 깊이 별로, 분할을 수행하지 않는 CU의 경우에는 2Nx2N 크기를 가지며, 분할을 수행하는 CU의 경우에는 2Nx2N 크기의 CU에서 NxN 크기를 가지는 4개의 CU로 분할된다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소한다.
도 3을 참조하면, 최소 깊이가 0인 LCU의 크기는 64x64 화소들이고, 최대 깊이가 3인 SCU의 크기는 8x8 화소들일 수 있다. 이때, 64x64 화소들의 CU(LCU)는 깊이 0으로, 32x32 화소들의 CU는 깊이 1로, 16x16 화소들의 CU는 깊이 2로, 8x8 화소들의 CU(SCU)는 깊이 3으로 표현될 수 있다.
또한, 특정 CU를 분할할지에 대한 정보는 CU마다 1비트의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU를 제외한 모든 CU에 포함될 수 있으며, 예컨대 CU를 분할하지 않을 경우에는 분할 정보에 0을 저장할 수 있고, CU를 분할할 경우에는 분할 정보에 1을 저장할 수 있다.
도 4는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
LCU로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 예측 유닛으로 분할되며 이 행위 자체 역시 분할(partition)(혹은 파티션)이라고 일컫는다.
예측 유닛(이하, PU라 함)은 예측을 수행하는 기본 단위로써, 스킵(skip) 모드, 인터(inter) 모드, 인트라(intra) 모드 중 어느 하나로 부호화 및 복호화되며, 각 모드에 따라서 다양한 형태로 파티션될 수 있다.
도 4를 참조하면, 스킵 모드의 경우, CU 내에서 파티션 없이, CU와 동일한 크기를 갖는 2Nx2N 모드(410)를 지원할 수 있다.
인터 모드의 경우, CU 내에서 8가지의 파티션된 형태, 예컨대 2Nx2N 모드(410), 2NxN 모드(415), Nx2N 모드(420), NxN 모드(425), 2NxnU 모드(430), 2NxnD 모드(435), nLx2N 모드(440), nRx2N 모드(445)를 지원할 수 있다.
인트라 모드의 경우, CU 내에서 2Nx2N 모드(410), NxN 모드(425)를 지원할 수 있다.
도 5는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
변환 유닛(이하, TU라 함)은 CU 내에서 변환, 양자화, 역변환, 역양자화 과정을 위해 사용되는 기본 단위이다. TU는 정사각형 또는 직사각형 형태를 가질 수 있다. LCU로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 TU로 분할될 수 있다. 이때, TU의 분할 구조는 쿼드트리(quad-tree) 구조일 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 CU(510)가 쿼드트리 구조에 따라서 한번 혹은 그 이상 분할되어 다양한 크기의 TU들로 구성될 수 있다.
도 6은 인트라 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
인트라 예측 모드의 개수는 예측 유닛의 크기에 관계없이 35개로 고정하여 수행할 수 있으며, 이때 예측 모드는 도 6에서와 같이 2개의 비방향성 모드(DC, Planar)와 33개의 방향성 모드로 구성될 수 있다. 이때, 예측 모드의 개수는 색 성분(color component)이 휘도(luma) 신호인지 또는 색차(chroma) 신호인지에 따라 다를 수 있다. 예측 유닛의 크기는 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64 등 NxN 형태 또는 2Nx2N 형태의 정사각형일 수 있다. 예측 유닛의 단위는 부호화 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit), 변환 유닛(TU: Transform Unit) 중 적어도 하나의 크기가 될 수 있다. 인트라 부/복호화는 주변의 복원된 유닛에 포함되는 샘플 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행할 수 있다.
도 7은 인터 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 사각형은 영상(픽처)를 나타낸다. 또한, 도 7에서 화살표는 예측 방향을 나타낸다. 즉, 예측 방향에 따라 영상은 부호화/복호화될 수 있다.
각 영상(픽처)는 부호화 타입에 따라 I 픽처(Intra Picture), P 픽처(Uni-prediction Picture), B 픽처(Bi-prediction Picture)로 나뉘어지며, 각 픽처의 부호화 타입에 따라 부호화될 수 있다.
I 픽처는 픽처 간 예측 없이 영상 자체를 부호화하고, P 픽처는 순방향으로만 참조 픽처를 이용하여 픽처 간 예측 부호화하며, B 픽처는 순방향과 역방향 양측으로 참조 픽처를 이용하여 픽처 간 예측 부호화하거나, 순방향 또는 역방향 중 일측으로 참조 픽처를 이용하여 픽처 간 예측 부호화를 한다.
이때, 참조 영상을 이용하는 P 픽처 및 B 픽처는 인터 예측으로 부를 수 있다.
이하, 인터 예측에 대해 구체적으로 설명한다.
인터 예측은 참조 픽처 및 움직임 정보를 통해 수행될 수 있다. 또한, 인터 예측은 상술한 스킵 모드를 이용할 수도 있다.
참조 픽처는 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나일 수 있다. 이때, 인터 예측은 참조 픽처를 기반으로 하여 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 즉, 참조 픽처(reference picture)는 블록의 예측에 이용되는 영상을 의미할 수 있다.
이때, 참조 픽처 내의 영역은 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스(refIdx) 및 후술할 움직임 벡터(motion vector) 등을 이용하여 나타낼 수 있다. 인터 예측은 참조 픽처 및 참조 픽처 내에서 현재 블록에 대응하는 참조 블록을 선택해서, 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다
움직임 정보는 인터 예측에서 부호화기 및 복호화기를 통해 도출될 수 있다. 아울러, 도출된 움직임 정보는 인터 예측을 수행하는데 사용될 수 있다.
이때, 부호화기 및 복호화기는 복원된 주변 블록(neighboring block) 및/또는 이미 복원된 콜(col) 픽쳐(collocated picture) 내에서 현재 블록에 대응되는 콜(col) 블록(collocated block)의 움직임 정보를 이용함으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 복원된 주변 블록은 이미 부호화 및/또는 복호화되어 복원된 현재 픽쳐 내의 블록으로서, 현재 블록에 인접한 블록 및/또는 현재 블록의 외부 코너에 위치한 블록을 포함할 수 있다.
또한, 부호화기 및 복호화기는 콜 픽쳐 내에서 현재 블록과 공간적으로 대응되는 위치에 존재하는 블록을 기준으로, 소정의 상대적인 위치를 결정할 수 있고, 상기 결정된 소정의 상대적인 위치(상기 현재 블록과 공간적으로 대응되는 위치에 존재하는 블록의 내부 및/또는 외부의 위치)를 기반으로 상기 콜 블록을 도출할 수 있다. 여기서, 콜 픽쳐는 참조 픽쳐 리스트에 포함된 참조 픽쳐 중에서 하나의 픽쳐에 해당될 수 있다.
한편, 움직임 정보 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 인터 예측을 위해 적용되는 예측 모드에는 AMVP(Advanced Motion Vector Predictor), 머지(merge) 등이 있을 수 있다.
일례로, AMVP(Advanced Motion Vector Predictor)가 적용되는 경우, 부호화기 및 복호화기는 복원된 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 콜 블록의 움직임 벡터를 이용하여, 예측 움직임 벡터 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 콜 블록의 움직임 벡터는 예측 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다.
이때, 부호화기 및 복호화기는 상기 리스트에 포함된 예측 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 예측 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 상기 예측 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 예측 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 예측 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다.
이때, 부호화기는 현재 블록의 움직임 벡터와 예측 움직임 벡터 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 구할 수 있고, 이를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이 때, 복호화기는 수신된 움직임 벡터 차분을 복호화할 수 있고, 복호화된 움직임 벡터 차분과 예측 움직임 벡터의 합을 통해 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
이때, 부호화기는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 복호화기에 전송할 수 있다. 복호화기는 주변 블록의 움직임 정보들을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 예측하고, 부호화기로부터 수신한 움직임 벡터 차분을 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 복호화기는 유도한 움직임 벡터와 부호화기로부터 수신한 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보 도출 방식의 다른 예로, 병합 움직임이 적용될 수 있다. 이때, 병합 움직임은 머지를 의미할 수 있다. 머지가 적용되는 경우, 부호화기 및 복호화기는 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여, 병합 움직임 후보 목록(머지 후보 리스트, merge candidate list)를 생성할 수 있다. 이때 움직임 정보란, 움직임 벡터, 참조 영상에 대한 인덱스 그리고 예측 방향(단방향, 양방향 등) 중에서 적어도 하나를 포함한다.
이때, 병합 움직임은 부호화 유닛 또는 예측 유닛 단위로 적용될 수 있다. CU 또는 PU 단위로 병합 움직임을 수행하는 경우에는, 블록 파티션(partition)별로 병합 움직임을 수행할지에 관한 정보와 현재 블록에 인접한 주변 블록(현재 블록의 좌측 인접 블록, 현재 블록의 상측 인접 블록, 현재 블록의 시간적(temporal) 인접 블록 등) 중 어떤 블록과 병합 움직임을 할 것인지에 대한 정보를 전송할 필요가 있다.
이때, 병합 움직임 후보 목록은 움직임 정보들이 저장된 목록을 나타내며, 병합 움직임이 수행되기 전에 생성된다. 여기서 병합 움직임 후보 목록에 저장되는 움직임 정보는 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보이거나 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보일 수 있다. 또한 병합 움직임 후보 목록에 저장되는 움직임 정보는 이미 병합 움직임 후보 목록에 존재하는 움직임 정보들을 조합하여 만든 새로운 움직임 정보일 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 정보를 그대로 현재 블록에 이용하는 것으로, 인터 예측에 이용되는 모드 중 하나다. 스킵 모드일 경우, 부호화기는 현재 블록의 움직임 정보로서 어떤 블록의 움직임 정보를 이용할 것인지에 대한 정보만을 복호화기에 전송하며, 부호화기는 그 외의 정보(예컨대, 움직임 벡터 차분 정보 등과 같은 신택스(syntax) 정보)를 복호화기에 전송하지 않는다.
상술한 바와 같이, 영상 부호화/복호화 방법 및 이를 이용하는 장치에서는 영상 부호화/복호화 효율을 상승시키기 위해 인트라/인터 예측, 엔트로피 부호화 등을 이용할 수 있다. 하지만, 상술한 방법만으로는 충분한 영상 부호화/복호화 효율을 제공하지 못하기 때문에, 본 발명에서는 색 성분 사이의 상관성을 제거하는 방식을 추가적으로 제안한다.
이때, 색 성분(color component)은 색 공간(color space)을 이루는 구성 요소를 의미하며, 각 색 성분은 휘도(luminance), 색차(chrominance) 성분, 빨강(Red, R), 초록(Green, G), 파랑(Blue, B), Y, U, V, Cb, Cr 등이 될 수 있다. 이하에서는 YUV 색 표현 방식에서 휘도 성분(Y)과 색차 성분(U, V) 사이의 상관성을 제거하는 방법, RGB 색 표현 방식에서 R 성분, G 성분, B 성분 사이의 상관성을 제거하는 방법 등을 기반으로 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명한다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는 색 성분 간의 상관성을 판단하고, 색 성분 사이에 상관성이 있는 데이터를 제거할 수 있다. 본 발명에 따르면, 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는 색 성분 사이에 상관성이 있는 데이터를 제거하고 남은 데이터만을 부호화/복호화 하여, 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있으며, 특히, 색 성분 간에 상관성이 클 경우 본 발명에 따른 영상 부호화/복호화의 효율성이 극대화 된다.
예를 들어, RGB 4:4:4, YUV 4:4:4, YUV 4:2:2 등과 같이 색 성분 간에 부호화/복호화 해야 되는 영상 데이터량이 큰 경우가 이에 해당하며, RGB에서 YUV로의 변환도 이에 해당될 수 있다.
이때, 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는 하나의 색 성분에 대한 잔여 블록의 부호화/복호화를 우선 완료한 후, 부호화/복호화가 완료된 색 성분의 잔여 블록을 이용하여, 다른 색 성분에 대한 잔여 블록을 부호화/복호화를 할 수 있다.
하지만, 상술한 방법을 통해 영상 부호화/복호화를 수행했음에도 불구하고, 색 성분 간의 상관성이 충분히 제거되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 이하에서는 블록의 크기, 예측 모드 등에 따라 선택적으로 색 성분 간 예측을 하여 부호화/복호화 효율을 보다 더 향상시키는 방법 및 이를 이용하는 장치에 대해 서술하겠다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)는 잔여 블록 획득부(810), 색 성분 간 예측부(820), 변환부(830). 양자화부(840) 및 엔트로피 부호화부(850)를 포함할 수 있다.
색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)는 상술한 영상 부호화 장치를 의미할 수 있다. 따라서, 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치(800)는 상술한 바와 같이 인트라 모드 또는 인터 모드에 기반하여 영상 부호화를 수행할 수 있다.
잔여 블록 획득부(810)는 인트라 모드 또는 인터 모드에 따라 예측 블록을 생성하고, 입력 영상에 대한 입력 블록과 예측 블록 간의 차분으로부터 잔여 블록을 획득한다. 이때, 상술한 바와 같이, 구문 요소(syntax element)와 블록을 통틀어 유닛이라고 부를 수 있으므로, 예측 블록의 생성은 예측 유닛의 생성을 의미할 수 있으며, 예측 블록의 구체적인 생성 방법은 상술한 바와 같다.
잔여 블록 획득부(810)는 상술한 과정을 통해 색 성분 각각에 대한 잔여 블록을 획득하며, 색 성분 각각에 대한 잔여 블록은 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 포함할 수 있다. 이때, 각 색 성분은 상술한 바와 같이 휘도(luminance), 색차(chrominance) 성분, Red, Green, Blue, Y, U, V, Cb, Cr 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 잔여 블록 획득부(810)는 유도된 모드(DM, Derived Mode)를 이용하여 색차 성분에 대한 잔여 블록을 획득할 수 있다. 이때, 유도된 모드는 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드를 색차 성분의 인트라 예측 모드로 적용하는 방법을 의미한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 잔여 블록 획득부(810)는 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 (horizontal mode), 수직 모드(vertical mode) 또는 수직 방향에서 8번째 위치한 모드(vertical mode+8 혹은 34 번 모드)를 이용하여, 색차 성분에 대한 잔여 블록을 획득할 수 있다.
색 성분 간 예측부(820)는 색 표현 방식에 따른 각 색 성분 사이의 관계를 예측하고, 색 성분 사이에 상관성이 있는 부분을 제거하여, 영상 부호화 효율을 높일 수 있다. 이때, 색 성분 간 예측부(820)는 RGB, YUV, YCbCr 등과 같은 색 표현 방식에 의해서 색 성분 간 예측을 수행할 수 있다. 본 발명에서는 휘도 성분(Y)과 색차 성분(U, V) 사이 예측을 통해 발명을 설명하지만, 이는 YUV에만 한정되는 것은 아니고 다른 색 표현 방식에도 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 G 성분과 R, B 성분 사이의 예측에서도 적용된다. 또한, 본 발명에서는 4:4:4 형태의 색 성분 데이터를 예로 설명하지만, 4:2:2, 4:2:0, 4:1:1 등과 같은 색차 성분 표현 방식에도, 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.
구체적으로, 색 성분 간 예측부(820)는 잔여 블록 획득부(810)에서 획득한 제1 색 성분에서의 잔여 블록(residual block)과 제2 색 성분의 잔여 블록을 비교하여, 공통되는 색 성분 요소를 제거한 잔여 신호(residual signal)를 생성할 수 있다. 이때, 색 성분 간 예측부(820)가 ‘제1 색 성분에서의 잔여 블록과 제2 색 성분의 잔여 블록을 비교하여 공통되는 색 성분 요소를 제거’하는 것을 ‘색 성분 간 예측’이라고 할 수 있다. 즉, 색 성분 간 예측부(820)는 색 성분 간의 예측을 이용하여, 공통되는 색 성분 요소를 제거한 잔여 신호만을 복호화기에 전송하며, 상술한 과정을 통해, 색 성분 간 예측을 이용한 영상 부호화 장치(800)는 적은 양의 데이터만을 복호화기에 전송하게 되어, 부호화 성능을 향상할 수 있다. 이때, 잔여 신호는 블록 형태를 가질 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, ‘제1 색 성분에서의 잔여 블록과 제2 색 성분의 잔여 블록을 비교하여, 공통되는 색 성분 요소를 제거’는 ‘색 성분 간 예측’으로 용어를 통일하여 설명하도록 한다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 휘도 성분에 기반하여, 색차 성분을 예측할 수 있으며, 역으로, 색 성분 간 예측부(820)는 색차 성분에 기반하여 휘도 성분을 예측할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예로, 색 성분 간 예측부(820)는 색차 성분의 예측을 위해서 휘도 성분의 잔여 블록을 사용할 수 있다. 구체적으로, 색 성분 간 예측부(820)는 수학식 1을 통해 색차 성분의 예측을 할 수 있다. 색 성분 간 예측부(820)는 색차 성분의 잔여 블록을 통해 휘도 성분의 잔여 블록을 생성할 수도 있으며, 색 성분 간 예측부(820)가 휘도 성분의 잔여 블록을 생성하는 구체적인 방법은 아래 수학식 1과 유사하게 구현할 수 있으므로, 구체적인 상세한 설명은 생략한다.
Figure pat00001
본 발명의 다른 실시예로, 색 성분 간 예측부(820)는 색차 성분의 예측을 위해서, 휘도 성분의 복원된 잔여 블록을 사용할 수 있다. 구체적으로, 색 성분 간 예측부(820)는 수학식 2를 통해 색차 성분의 예측을 할 수 있다. 색차 성분의 복원된 잔여 블록을 통해 휘도 성분의 잔여 블록을 생성할 수도 있으며, 색 성분 간 예측부(820)가 휘도 성분의 잔여 블록을 생성하는 구체적인 방법은 아래 수학식 2과 유사하게 구현할 수 있으므로, 구체적인 상세한 설명은 생략한다.
Figure pat00002
수학식 1 및 수학식 2에서, ΔrC는 잔여 신호를 의미하고, rC 는 색차 성분의 잔여 블록 내 샘플을 의미하며, rL은 휘도 성분의 잔여 블록 내 샘플을 의미하고, r’L은 휘도 성분의 복원된 잔여 블록 내 샘플을 의미한다. 또한, α는 스케일링 팩터를 의미하고, (x, y)는 잔여 블록 내의 샘플의 위치를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 색 성분 간 예측부(820)는 수학식 1 및 수학식 2와 같이, 휘도 성분의 잔여 블록(또는 휘도 성분의 복원된 잔여 블록)에, 스케일링 팩터를 곱하고, 그 결과에 대해 우측 쉬프트 연산을 수행한 후 색차 성분의 잔여 블록을 가산하여, 잔여 신호를 생성할 수 있다.
이때, 스케일링 팩터는 엔트로피 부호부에서, 최적의 값이 비트스트림에 포함되어 복호화기로 전송될 수 있다. 스케일링 팩터의 예로, 스케일링 팩터는 -8과 8 사이의 정수 값을 가질 수 있다. 다만, 스케일링 팩터는 상술한 값에 한정되는 것은 아니고, 다양한 정수 값을 가질 수 있다. 또한, 스케일링 팩터는 미리 정의된 값의 집합 내에서 선택될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 색 성분 간 예측부(820)는 인트라 예측 모드가 DM 모드일 경우, 특정 색 성분에서의 잔여 블록을 이용하여, 다른 색 성분의 잔여 블록을 예측할 수도 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 제1 색 성분에서의 잔여 블록을 이용하여, 제2 색 성분의 잔여 블록을 생성할지 여부에 대한 정보를 복호화기로 전송할 수 있다. 제2 색 성분의 잔여 블록을 생성할지 여부에 대한 정보는 변환 유닛 단위로 생성될 수 있으며, 제2 색 성분의 잔여 블록을 생성할지 여부에 대한 정보는 변환 유닛 단위로 비트스트림에 플래그(flag) 형식으로 포함시킬 수 있다. 스케일링 팩터 값은 스케일링 팩터의 부호(sign) 정보와, 스케일링 팩터의 절대값(absolute value)이 분리되어, 비트스트림에 포함될 수 있다.
색 성분 간 예측부(820)는 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 선택적으로 색 성분 간 예측을 할 수 있다. 색 성분 간 예측부(820)는 1) 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛이 일정한 크기를 만족하는 경우, 선택적으로 색 성분 간 예측을 할 수 있으며, 2) 색 성분 간 예측부(820)는 특정 예측 모드(인트라/인터 모드)를 만족하는 경우, 선택적으로 색 성분 간 예측을 할 수 있고, 3) 특정 인트라 예측 모드를 만족하는 경우, 선택적으로 색 성분 간 예측을 선택적으로 할 수 있다. 또한, 색 성분 간 예측부(820)는 4) 변환 스킵 모드를 사용할 때만 색 성분 간 예측을 선택적으로 할 수 있으며, 색 성분 간 예측부(820)는 5) 무손실 부호화를 수행할 때만 색 성분 간 예측을 선택적으로 할 수도 있다.
본 발명의 일 예로, 색 성분 간 예측부(820)는 부호화 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛이 기 설정된 크기를 만족하는 경우, 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 특정 크기 이상의 유닛에 대해서만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있으며, 이로써, 색 성분 간 예측부(820)는 유닛의 크기가 너무 작을 경우, 스케일링 팩터를 시그널링하는데 필요한 비트가 증가하는 부호화 비효율을 극복할 수 있다. 구체적인 예로, 색 성분 간 예측부(820)는 8x8 크기 이상의 변환 유닛에서만 휘도 성분의 잔여 블록(또는, 휘도 성분의 복원된 잔여 블록)을 이용하여, 색차 성분의 잔여 블록 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 특정 크기 이하의 유닛에 대해서만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수도 있으며, 이로써 색 성분 간 예측부(820)는 유닛의 크기가 지나치게 큰 경우, 스케일링 팩터가 큰 영역에 적용되는 비효율을 극복할 수 있다. 구체적인 예로, 색 성분 간 예측부(820)는 32x32 크기 이하의 부호화 유닛에서만 휘도 성분의 잔여 블록(혹은 휘도 성분의 복원된 잔여 블록)을 사용하여, 색차 성분의 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 유닛/블록의 크기를 고정하여, 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다. 구체적인 예로, 색 성분 간 예측부(820)는 4x4 크기의 변환 유닛에서만 휘도 성분의 잔여 블록(혹은 휘도 성분의 복원된 잔여 블록)을 사용하여 색차 성분의 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 부호화 유닛이 최소 크기의 부호화 유닛에 해당할 때만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 부호화 유닛이 최대 크기의 부호화 유닛에 해당할 때만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 최상위 변환 유닛일 경우에만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 최하위 변환 유닛일 경우에만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
여기서, 기 설정된 특정 유닛의 크기는 부호화기와 복호화기에서 미리 정의한 고정된 크기를 사용할 수 있다. 또한, 기 설정된 특정 유닛의 크기는 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set, SPS), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set, PPS), 슬라이스 헤더(slice header)와 같이 상위 레벨 구문(high level syntax)에서 설정된 크기를 사용할 수 있다.
이때, SPS는 시퀀스 단위의 수준에서 전송되는 신택스 요소를 포함하는 구문을 의미하며, PPS는 여러 장의 픽처 레벨에서의 신택스를 표현하는 파라미터 세트를 의미한다. 또한, 슬라이스 헤더는 슬라이스가 참조하는 PPS 아이디, 슬라이스의 타입, 슬라이스가 참조하는 픽처 리스트에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예로, 색 성분 간 예측부(820)는 특정 예측 모드(인트라/인터 모드)일 경우에만, 선택적인 색 성분간 예측을 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 부호화 유닛의 예측 모드가 인트라 예측 모드일 경우에만 색 성분 간의 잔여 블록에 대한 예측을 선택적으로 할 수 있다.
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 부호화 유닛의 예측 모드가 인터 예측 모드일 경우에만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 색 성분 간 예측부(820)는 특정 인트라 예측 모드일 때에만, 색 성분 간의 잔여 블록에 대한 예측을 선택적으로 할 수 있다
이때, 색 성분 간 예측부(820)는 부호화기 및 복호화기의 계산 복잡도 감소를 위해서, 상대적으로 계산 복잡도가 낮은 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드, 수직 모드 중 적어도 하나를 사용하여 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 색 성분 간 예측부(820)는 변환 스킵 모드를 사용할 때만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 색 성분 간 예측부(820)는 무손실 부호화를 수행할 때만 선택적인 색 성분 간 예측을 할 수 있다.
상술한 색 성분 간 예측부(820)는 변환부(830) 및 양자화부(840) 이후에 위치할 수 있다. 즉, 색 성분 간 예측부(820)는 공간 영역이 아닌 주파수 영역에서, 색 성분 간의 예측을 선택적으로 할 수 있다.
변환부(830)는 색 성분 간 예측부(820)에서 색 성분간 예측을 통해 생성한 잔여 신호를 변환(Transform)할 수 있다. 구체적으로, 변환부(830)는 잔여 신호에 대해 공간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여, 변환 계수를 생성할 수 있다.
이때, 변환부(830)는 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)를 이용하여 변환을 수행할 수 있으며, 잔여 신호를 변환하기 위해 DCT를 적용할지 DST를 적용할지는 추가적인 정보를 기초로 하여 정해질 수 있다. 아울러, 추가적인 정보는 잔여 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 예측 모드(인트라/인터), 변환 신호의 크기 또는 색 성분(휘도 신호인지 색차 신호인지)일 수 있다.
이때, 변환부(830)는 변환 과정을 생략할 수 있으며, 변환 과정을 생략하는 과정은 변환 스킵(transform skip)으로 지칭될 수 있다. 변환부(830)가 변환 스킵을 적용할 경우, 잔여 신호는 변환 과정 없이 바로 양자화된다. 변환부(830)가 변환 스킵을 적용할 수 있는 예로, 스크린 컨텐츠(screen contents)(예컨대, 문서 영상이나 혹은 파워포인트의 프리젠테이션 영상 등)를 들 수 있으며, 변환 스킵 모드를 통해 부호화 효율을 높일 수 있다.
또한 이때, 변환부(830)는 무손실 부호화가 사용될 경우에도, 변환 과정을 생략하여, 영상 데이터를 무손실로 부호화할 수 있다
양자화부(840)는 변환부(830)에서 변환된 변환 계수를 양자화하여, 양자화된 변환 계수 레벨을 생성할 수 있다. 이때, 양자화부(840)는 양자화 매개 변수를 이용해서 양자화 정도를 달리 할 수 있으며, 양자화부(840)는 양자화 행렬을 사용하여, 변환 계수에 대해 주파수 별로 서로 다른 스텝 사이즈(step size)를 적용할 수 있다.
이때, 양자화부(840)는 무손실 부호화가 사용될 경우, 양자화 과정을 생략하여, 영상 데이터를 무손실로 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(850)는 다양한 값을 갖는 심볼을 입력 받아, 통계적 중복성을 제거하면서, 복호 가능한 2진수의 열(bin sequence/string)로 표현할 수 있다. 여기서, 심볼이란 부호화/복호화 대상 구문 요소(syntax element) 및 부호화 파라미터(coding parameter), 잔여 블록의 값 등을 의미한다. 부호화 파라미터는 부호화 및 복호화에 필요한 매개변수로서, 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 전달되는 정보뿐만 아니라, 부호화 혹은 복호화 과정에서 유추될 수 있는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미한다. 부호화 파라미터는 예를 들어 인트라/인터 예측모드, 이동/움직임 벡터, 참조 영상 색인, 부호화 블록 패턴, 잔여 블록 내 계수 유무, 변환 계수, 양자화된 변환 계수 레벨, 양자화 매개 변수, 블록 크기, 블록 분할 정보 등의 값 또는 통계를 포함할 수 있다. 또한 잔여 블록은 입력 블록과 예측 블록의 차이를 의미할 수도 있지만, 입력 블록과 예측 블록의 차이가 변환(transform)된 형태의 블록 또는 입력 블록과 예측 블록의 차이가 변환되고 양자화된 형태의 블록을 의미할 수도 있다.
보다 상세하게, 엔트로피 부호화는 CABAC 엔트로피 부호화를 사용할 수 있으며, CABAC 엔트로피 부호화는, 이진화되지 않은 심볼을 이진화(binarization)하여 빈으로 변환하고, 주변 및 부호화 대상 블록의 부호화 정보 혹은 이전 단계에서 부호화된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델(context model)을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여, 빈의 산술 부호화(arithmetic encoding)의 수행을 통해 비트스트림을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 부호화는 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 부호화된 심볼/빈의 정보를 이용하여, 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 여기서, 이진화란 심볼의 값을 2진수의 열로 표현하는 것을 의미한다. 빈은 심볼이 이진화를 통해 2진수의 열로 표현될 때, 각각의 2진수의 값(0 또는 1)을 의미한다.
이때, 엔트로피 부호화부(850)는 PPS 내에 플래그를 포함하여, 색 성분 간 예측 방법이 픽처 내에서 사용하는지에 대해 복호화기로 시그널링할 수 있다.
이때, 엔트로피 부호화부(850)는 색 성분 간 예측의 사용 유무에 대해 비트스트림에 부호화 유닛 혹은 변환 유닛 단위의 플래그를 포함시켜 복호화기로 시그널링할 수 있다.
이때, 엔트로피 부호화부(850)가 CABAC를 이용할 경우, 스케일링 팩터의 부호 정보를 바이패스 모드(bypass mode)로 부호화할 수 있다.
이때, 엔트로피 부호화부(850)는 SPS (sequence parameter set), PPS (picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header)와 같이, 상위 레벨 구문(high level syntax)에 특정 유닛(또는 블록)의 크기와 관련된 정보를 부호화하여 복호화기로 시그널링할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치의 블록도이다.
색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 엔트로피 복호화부(910), 역양자화부(920), 역변환부(930), 색 성분간 보상부(940) 및 복원 블록 획득부(950)를 포함할 수 있다.
색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 상술한 영상 복호화 장치(200)를 의미할 수 있다. 따라서, 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치(900)는 상술한 바와 같이 인트라 모드 또는 인터 모드에 기반하여 영상 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 상술한 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)의 역과정을 수행할 수 있다. 따라서, 이하, 본 명세서에서는 상술한 기재와 중복되는 내용을 생략하여 작성한다.
엔트로피 복호화부(910)는 2진수의 열을 입력 받아 양자화된 데이터를 생성하는 방법이며, 엔트로피 복호화부(920)는 상술한 엔트로피 부호화부(850)의 역과정을 수행한다.
보다 상세하게, 엔트로피 복호화부(920)는 CABAC 엔트로피 복호화를 수행할 수 있으며, CABAC 엔트로피 복호화는, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 복호화 대상 구문 요소 정보와 주변 및 복호화 대상 블록의 복호화 정보 혹은 이전 단계에서 복호화된 심볼/빈의 정보를 이용하여, 문맥 모델을 결정할 수 있다. 이때, 엔트로피 복호화부(920)는 결정된 문맥 모델에 따라 빈의 발생 확률을 예측하여, 빈의 산술 복호화를 수행함으로써, 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 아울러, CABAC 엔트로피 복호화는 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 복호화된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.
이때, 엔트로피 복호화부(910)는 PPS 내에 포함된 플래그를 이용하여, 수신된 픽처가 색 성분 간 예측을 사용하는지에 대해 복호화할 수 있다.
이때, 엔트로피 복호화부(910)는 부호화 유닛 혹은 변환 유닛 단위의 플래그를 복호화하여, 색 성분 간 예측의 유무를 결정할 수 있다.
이때, 엔트로피 복호화부(910)는 스케일링 팩터 값을 현재 블록 주변에 복호화된 블록의 스케일링 팩터 값으로부터 예측하여 복호화할 수 있다.
이때, 엔트로피 복호화부(910)는 CABAC을 이용할 경우 스케일링 팩터의 부호 정보를 바이패스 모드(bypass mode)로 복호화할 수 있다.
이때, 엔트로피 복호화부(910)는 SPS (sequence parameter set), PPS (picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header)와 같이 상위 레벨 구문(high level syntax)으로부터 특정 유닛(또는 블록)의 크기와 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
역양자화부(920)는 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)에서 제공된 양자화 매개 변수를 기반으로 변환 계수 레벨에 대해 역양자화를 수행하여 변환 계수를 생성한다. 역양자화는 스케일링(scaling)이라고도 불리며, 이는 변환 계수 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미한다. 이때, 역양자화부(920)는 상술한 양자화부(840)의 역과정을 수행하며, 이하 양자화부와 공통되는 내용은 설명의 편의를 위해 생략한다.
이때, 역양자화부(920)는 부호화기에서 무손실 부호화를 사용한 경우, 역양자화 과정을 생략할 수 있다.
역변환부(930)는 역양자화 과정을 통해 생성된 변환 계수에 대해 역변환을 수행하여 복원된 잔여 블록을 생성할 수 있다. 역변환은 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)에서 사용한 변환 방법에 대응하여, 각각 역 DCT 및 역 DST를 수행할 수 있다.
이때, 역변환부(930)는 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)에서 무손실 부호화를 사용한 경우, 역변환 과정을 생략할 수 있다.
또한, 역변환부(930)는 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)에서 변환 스킵을 적용한 경우, 역변환 과정을 생략할 수도 있다.
색 성분 간 보상부(940)는 상술한 색 성분 간 예측부(820)의 역과정에 해당한다. 색 성분 간 보상부(940)는 잔여 신호와, 제1 색 성분의 잔여 블록을 더하여, 제2 색 성분의 잔여 블록을 복원할 수 있으며, 이때, 잔여 신호는 상술한 바와 같이 제1 색 성분에서의 잔여 블록(residual block)과 제2 색 성분의 잔여 블록을 비교하여, 공통되는 색 성분 요소가 제거된 신호를 의미한다. 즉, 색 성분 간 보상부(940)는 역변환부(930)를 통해 획득한 잔여 신호(residual signal)와 제1 색 성분의 잔여 블록(residual block)을 이용하여 색 성분 간 보상을 수행한다. 이때, ‘잔여 신호와, 제1 색 성분의 잔여 블록을 더하는 과정’은 ‘색 성분 간 보상’이라고 할 수 있으며, 이하, 설명의 편의를 위하여 ‘잔여 신호와, 제1 색 성분의 잔여 블록을 더하는 과정’은 ‘색 성분 간 보상’이라고 용어를 통일하여 서술한다.
이때, 색 성분 간 보상부(940)는 상술한 색 성분 간 예측부(820)의 역과정에 해당하므로, 색차 성분의 보상을 위해서 제1 색 성분으로 휘도 성분을 사용할 수 있으며, 마찬가지로 색 성분 간 보상부(940)는 휘도 성분의 보상을 위하여 제1 색 성분으로 색차 성분을 이용할 수도 있다.
본 발명의 일 예로, 색 성분 간 보상부(940)는 색차 성분의 잔여 블록 보상을 위해서 수학식 3과 같이 휘도 성분의 잔여 블록을 사용할 수 있다.
Figure pat00003
여기서, r’C는 색 성분 간 보상을 통해 생성된 색차 성분의 복원된 잔여 블록 내 샘플을 의미하고, Δr’C 는 잔여 신호 내 샘플을 의미하고, r’L은 휘도 성분의 복원된 잔여 블록 내 샘플을 의미한다. 또한, α는 스케일링 팩터를 의미하고, (x, y)는 잔여 블록 내의 샘플의 위치를 나타낸다.
이때, 수학식 3과 같이, 색 성분 간 보상부(940)는 복원된 휘도 성분의 잔여 블록에 스케일링 팩터를 곱하고, 그 결과에 대해 우측 쉬프트 연산을 수행한 후, 색차 성분의 잔여 신호를 더하여, 색차 성분의 잔여 블록을 복원할 수 있다. 즉, 색 성분 간 보상부(940)는 색 성분 간 보상을 통해 색차 성분의 잔여 블록을 복원할 수 있다. 스케일링 팩터는 일 예로 -8과 8 사이의 정수 값을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 정수 값을 가질 수 있다. 또한, 스케일링 팩터는 미리 정의된 값의 집합 내에서 선택될 수 있고, 엔트로피 복호화 단계에서 최적의 스케일링 팩터 값이 비트스트림으로부터 복호화될 수도 있다.
본 발명의 다른 예로, 인트라 예측 모드가 DM 모드일 경우, 색 성분 간 보상부(940)는 색차 성분의 잔여 블록을 생성하기 위해 휘도 성분의 복원된 잔여 블록을 이용할 수도 있다. 이때, 색 성분 간 보상부(940)는 비트스트림에 포함된 변환 유닛 단위의 플래그를 이용하여, 색 성분 간 보상 유무를 결정할 수 있다. 또한, 스케일링 팩터 값은 스케일링 팩터의 부호(sign)값과 절대값 각각을 통해 복호화될 수 있다.
색 성분 간 보상부(940)는 상술한 색 성분 간 예측부(820)의 역과정에 해당하므로, 색 성분 간 보상부(940)가 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 색 성분 간 보상을 선택적으로 할 수 있다. 구체적인 경우로, 색 성분 간 보상부(940)는 1) 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛이 특정 크기를 만족하는 경우, 선택적으로 색 성분 간 보상을 할 수 있으며, 2) 색 성분 간 보상부(940)는 특정 예측 모드(인트라/인터 모드)를 만족하는 경우, 선택적으로 색 성분 간 보상을 할 수 있고, 3) 특정 인트라 예측 모드일 경우, 선택적인 색 성분 간 보상을 할 수 있다. 또한, 색 성분 간 보상부(940)는 4) 변환 스킵 모드를 사용할 때만 색 성분 간 보상을 선택적으로 할 수 있으며, 색 성분 간 보상부(940)는 5) 무손실 부호화를 수행할 때만 색 성분 간 보상을 선택적으로 할 수도 있다.
이때, 상술한 바와 같이 색 성분 간 보상부(940)는 색 성분 간 예측부(820)의 역과정에 해당하므로, 선택적으로 색 성분 간 보상을 하는 구체적인 실시예 또한, 상술한 선택적인 색 성분 간 예측의 역과정에 해당한다. 따라서, 상술한 선택적인 색 성분 간 예측 실시예의 ‘부호화’를 ‘복호화’로 해석하면, 색 성분 간 보상부(940)가 선택적으로 색 성분 간 보상을 하는 구체적인 실시예를 얻을 수 있다.
지금까지, 색 성분 간 보상부(940)에서는 설명의 편의를 위해 ‘색 성분 간 보상’이라는 용어를 사용하였으나, ‘색 성분 간 보상’은 제1 색 성분에서의 잔여 블록과 제2 색 성분의 잔여 블록을 비교하여, 공통되는 색 성분 요소를 제거하는 것을 의미할 수도 있다. 즉, 지금까지 ‘색 성분 간 보상’이라는 용어를 사용하였다고 해서, 본 명세서가 색 성분 간 보상부(940)에서 ‘색 성분 간 예측’을 하는 것을 권리범위에서 제외하는 것은 아니다.
복원 블록 획득부(950)는 상술한 잔여 블록 획득부(960)의 역과정에 해당한다. 따라서, 잔여 블록 획득부(960) 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 복원 블록 획득부(950)는 인트라 모드 또는 인터 모드에 따라 예측(또는 보상)을 이용하여, 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 복원 블록 획득부(950)는 예측 블록과, 색 성분 간 보상부(940)로부터 얻은 복원된 잔여 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다.
이때, 복원 블록 획득부(950)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록에 적용할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 방법의 순서도이다.
색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)는 인트라 모드 또는 인터 모드에 따라 예측 블록을 생성하고, 입력 영상의 입력 블록과 생성된 예측 블록 간의 차이를 이용하여 색 성분 각각에 대한 잔여 블록을 획득할 수 있다(S1010). 이때, 색 성분 각각에 대한 잔여 블록은 제1 색 성분에 대한 잔여 블록 및 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 포함할 수 있으며, 잔여 블록의 구체적인 생성 방법은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)는 생성된 잔여 블록을 이용하여, 색 성분 간 예측을 수행할 수 있다(S1020).
이때, 색 성분 간 예측은 제1 색 성분에서의 잔여 블록(residual block)과 제2 색 성분의 잔여 블록을 비교하여, 공통되는 색 성분 요소를 제거하는 과정을 의미하며, 색 성분간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치는 색 성분 간 예측을 통해 잔여 신호를 생성할 수 있다. 이때, 구체적인 색 성분 간 예측(S1020) 방법은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)는 생성된 잔여 신호의 변환을 수행할 수 있다(S1030). 이때, 변환 수행의 구체적인 방법은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)는 변환된 신호의 양자화를 수행할 수 있다(S1040). 이때, 구체적인 양자화 과정은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 예측을 이용하는 영상 부호화 장치(800)는 양자화된 신호에 대해 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다(S1050). 이때, 구체적인 엔트로피 부호화 과정은 상술한 바와 같다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 방법의 순서도이다.
색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 비트스트림을 수신하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다(S1100). 이때, 엔트로피 복호화는 2진수의 열을 입력 받아 양자화된 데이터를 생성하는 과정이며, 구체적인 엔트로피 복호화 방법은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 엔트로피 복호화 과정을 통해 생성한 양자화된 데이터를 이용하여, 역 양자화를 수행할 수 있다(S1120). 이때, 구체적인 역 양자화 과정은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 역 양자화 과정을 통해 생성된 데이터를 이용하여 역 변환을 수행할 수 있다(S1130). 이때, 구체적인 역 변환 과정은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 역 변환 과정을 통해 획득한 잔여 신호(residual signal)과 제1 색 성분의 잔여 블록(residual block)을 이용하여 색 성분 간 보상을 수행한다(S1140). 이때, 구체적인 색 성분 간 보상의 수행 과정은 상술한 바와 같다.
색 성분 간 보상을 이용하는 영상 복호화 장치(900)는 색 성분 간 보상을 통해 획득한 잔여 블록과, 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 획득할 수 있다(S1150).
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안 될 것이다.

Claims (18)

  1. 입력 블록과 제1 색 성분에 대한 예측 블록의 차분으로부터 제1 색 성분에 대한 잔여 블록을 획득하고, 입력 블록과 제2 색 성분에 대한 예측 블록의 차분으로부터 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 획득하는 잔여 블록 획득부;
    상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 상기 제2 색 성분에 대한 잔여 블록의 차분인 잔여 신호를 생성하는 색 성분 간 예측부;
    상기 잔여 신호에 대해 변환을 하여, 변환 계수를 생성하는 변환부;
    상기 변환 계수에 대해 양자화하여, 양자화된 데이터를 생성하는 양자화부; 및
    상기 양자화된 데이터에 대해 엔트로피 부호화하여, 비트스트림을 출력하는 엔트로피 부호화부
    를 포함하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 색 성분 간 예측부는 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 잔여 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이상인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이하인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 엔트로피 부호화부는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS)를 통해 잔여 신호의 생성 여부에 대해 지시하는 지시자를 생성하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 성분은 휘도 성분이고, 상기 제2 색 성분은 색차 성분인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 예측을 수행하는 영상 부호화 장치.
  7. 비트스트림을 입력 받아, 양자화된 데이터를 생성하는 엔트로피 복호화부;
    상기 양자화된 데이터에 대해 역양자화 하여, 변환 계수를 생성하는 역양자화부;
    상기 변환 계수에 대해 역변환하여, 잔여 신호를 생성하는 역변환부;
    제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는 색 성분 간 보상부; 및
    상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 제1 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하고, 상기 제2 색 성분에 대한 잔여 블록에 제2 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하여, 복원 블록을 획득하는 복원 블록 획득부
    를 포함하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 색 성분 간 보상부는 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성 하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이상인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이하인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 엔트로피 복호화부는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS)를 통해, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는지 여부를 지시 받는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 색 성분은 휘도 성분이고, 상기 제2 색 성분은 색차 성분인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 장치.
  13. 비트스트림을 입력 받아, 양자화된 데이터를 생성하는 엔트로피 복호화 단계;
    상기 양자화된 데이터로부터 변환 계수를 생성하는 역양자화 단계;
    상기 변환 계수로부터 잔여 신호를 생성하는 역변환 단계;
    제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는 색 성분 간 보상 단계; 및
    상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록에 제1 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하고, 상기 제2 색 성분에 대한 잔여 블록에 제2 색 성분에 대한 예측 블록을 가산하여, 복원 블록을 획득하는 단계
    를 포함하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 색 성분 간 보상 단계에서는 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 잔여 신호를 가산하여, 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성 하는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이상인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은 변환 유닛이 기 설정된 크기 이하인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 엔트로피 복호화 단계에서는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS)를 통해, 상기 제1 색 성분에 대한 잔여 블록과 잔여 신호를 가산하여 제2 색 성분에 대한 잔여 블록을 생성하는지 여부를 지시 받는 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 색 성분은 휘도 성분이고, 상기 제2 색 성분은 색차 성분인 것을 특징으로 하는 색 성분 간 보상을 수행하는 영상 복호화 방법.
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