KR20160044657A - 슬라이스 레벨에서 스크린 콘텐츠 압축 기술을 선택적으로 허용하는 스크린 콘텐츠 비디오 압축 방법 및 장치 - Google Patents

슬라이스 레벨에서 스크린 콘텐츠 압축 기술을 선택적으로 허용하는 스크린 콘텐츠 비디오 압축 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스크린 콘텐츠 비디오의 압축 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상위 수준 신택스에서 인트라 블록 복사 가능 여부를 시그널하여 해당 픽쳐 또는 슬라이스 내에 존재하는 블록들에 대한 인트라 블록 복사 기술 적용을 선택적으로 허용할 수 있도록 하는 비디오 압축 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

슬라이스 레벨에서 스크린 콘텐츠 압축 기술을 선택적으로 허용하는 스크린 콘텐츠 비디오 압축 방법 및 장치{Method and apparatus for screen content video coding with selective screen content coding-related tools enabling in slice level}
본 발명은 상위 수준 신택스 중 슬라이스 레벨에서 인트라 블록 복사, 팔레트 코딩, 컬러 트랜스폼 등의 스크린 콘텐츠를 위한 기술들의 적용 여부를 시그널링하여 다양한 응용에 선택적으로 적용하고, 코딩 유닛 레벨에서의 부가정보를 생략함으로써 부호화 효율 및 부호화 복잡도를 감소시킬 수 있는 스크린 콘텐츠 비디오의 압축 방법 및 장치에 관한 것이다.
HEVC의 확장 프로파일인 스크린 콘텐츠 코딩 표준은 원격제어, 애니메이션과 같은 컴퓨터를 이용하여 생성된 영상을 효과적으로 압축하기 위하여 ISO/IEC의 MPEG과 ITU-T의 VCEG이 공동으로 설립한 JCT-VC 그룹에 의해 시작되었다. JCT-VC는 이러한 스크린 콘텐츠의 고효율 압축을 위하여, 기존에 표준화 된 HEVC의 압축 기술에 추가적으로 화면 내 블록 복사, 팔레트 코딩, 적응적 컬러 변환과 같은 다양한 기술들을 표준 기술로 받아들이는 것에 대하여 고려하고 있다. 현재의 표준화 과정에서 이러한 스크린 콘텐츠 압축 관련 기술들은 시퀀스 레벨에서 해당 기술의 사용 여부를 전송하여, 시퀀스 내에 존재하는 모든 코딩 유닛 단위로 해당 기술의 적용 여부가 추가적으로 전송되어야하는 구조를 갖는다. 그러나 스크린 콘텐츠는 컴퓨터 생성 비디오, 자연영상과 컴퓨터 생성 영상이 한 화면 내에 혼재된 비디오, 시간적으로 특정 구간에 컴퓨터 생성 영상이 삽입된 형태의 비디오 등 다양한 종류가 존재할 수 있다. 이러한 일부 영역 및 시간에 컴퓨터 생성 영상이 혼재된 형태를 갖는 비디오에 대하여 부호화를 수행함에 있어, 스크린 콘텐츠 압축을 위한 기술이 높은 성능을 내지 못하더라도 시퀀스 내에 존재하는 모든 코딩 유닛에 해당 기술의 적용 여부를 위한 정보를 전송해야하는 경우, 높은 부호화 복잡도와 압축 효율의 저하를 야기할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 시퀀스와 코딩 유닛의 중간 레벨인 슬라이스 레벨에서 해당 기술들의 적용 여부를 전송함으로써, 복잡도를 낮추고 효율적으로 압축할 수 있는 방법을 제안한다.
스크린 콘텐츠 비디오 압축 관련 기술과 관련하여, 시퀀스와 코딩 유닛의 중간 레벨인 슬라이스 레벨에서 해당 기술들의 적용 여부를 추가적으로 전송함으로써, 코딩 유닛 레벨의 부가정보를 줄여 압축 효율을 향상시키고, 부호화 속도를 개선하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 슬라이스 레벨에서 스크린 콘텐츠 압축 기술을 선택적으로 허용하는 스크린 콘텐츠 비디오 압축 방법 및 장치는 화면 내 블록 복사, 팔레트 코딩, 적응적 컬러 변환과 같은 스크린 콘텐츠 압축 기술들의 사용 여부를 슬라이스 레벨에서 전송함으로써, 입력 영상의 특성에 따라 각 슬라이스에 해당 기술을 선택적으로 적용할 수 있다.
제안하는 기술은 상기 슬라이스 레벨에서 스크린 콘텐츠 압축 기술을 선택적으로 허용하는 스크린 콘텐츠 비디오 압축 방법 및 장치를 이용하여, 입력 영상의 특성상 스크린 콘텐츠 압축 기술이 적합할 경우, 현재 슬라이스 내에 존재하는 코딩 유닛들에 해당 기술을 적용할 수 있도록 하고, 각 코딩 유닛 단위로 해당 기술의 사용 여부를 위한 플래그 정보를 추가적으로 전송하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다. 만일, 입력 영상의 특성 상 해당 기술이 적용이 적합하지 않은 경우, 현재 슬라이스 내에 존재하는 코딩 유닛들에 해당 기술을 적용하지 않도록 하고, 각 코딩 유닛 단위에서 해당 기술의 사용 여부를 위한 플래그 정보를 생략할 수 있다.
제안하는 기술은 다양한 형태의 스크린 콘텐츠 비디오의 효율적인 압축을 위해, 상기한 기술과 같이 시퀀스와 코딩 유닛의 중간 레벨인 슬라이스 레벨에서 해당 기술의 적용 여부에 대한 정보를 전송함으로써, 코딩 유닛 레벨에서의 플래그 정보를 생략 가능하도록 하여 압축 효율을 최대화함과 동시에 부호화 속도를 최소화하고자 한다.
본 발명에서는 스크린 콘텐츠의 효율적인 압축과 부호화 성능 향상을 위하여 슬라이스 레벨에서 화면 내 블록 복사, 팔레트 코딩, 적응적 컬러 변환 등과 같은 스크린 콘텐츠 압축 기술을 선택적으로 사용할 수 있도록 허용함으로써, 코딩 유닛 단위의 플래그 정보를 생략하여 압축 효율을 최대화함과 동시에 부호화 속도를 향상시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한 본 발명의 실시 예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시 예 및 분리된 실시 예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 비디오 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 비디오 복호화 장치는 입력 비트스트림 (101)에 대하여 엔트로피 복호화부 (102), 역 양자화부 (103), 역 변환부 (104), 화면 내 복원 영역 버퍼 (105), 화면 내 블록 복사부 (106), 팔레트 코딩부 (107), 컬러 변환부 (108), 화면 내 예측부 (109), 움직임 보상부 (110), 인루프 필터부 (111), 복원 영상 버퍼 (112)를 포함할 수 있다.
엔트로피 복호화부 (102)는 입력 비트스트림 (101)을 복호화하여 신택스 구문 (syntax elements) 및 양자화된 변환 계수 등을 출력한다. 전송된 비트스트림 내에 존재하는 신택스 구문에 따라 화면 내 블록 복사, 팔레트 코딩, 컬러 변환 코딩, 화면 내 예측 또는 화면 간 예측 모드가 결정되며, 전송된 양자화된 변환 계수는 역양자화부 (103), 역변환부 (104)를 거쳐 잔차 신호(residual signal)가 된다.
예측 신호를 생성하는 방법으로 화면 내 블록 복사 (106), 팔레트 코딩 (107), 컬러 변환 코딩 (108), 화면 내 예측 (109) 또는 움직임 보상 (110) 등을 통한 예측이 수행될 수 있다. 화면 내 블록 복사 (106), 팔레트 코딩 (107), 컬러 변환 코딩 (108), 화면 내 예측 (109) 또는 움직임 보상 (110) 등을 수행하여 생성되는 예측 신호는 잔차 신호에 더해지고, 인루프 필터부 (111)를 통하여 복원된다. 인루프 필터에 포함된 디블록킹 필터 및 SAO가 수행 된 복원 픽쳐는 복원 영상 버퍼(112)에 저장될 수 있다.
상기 제안한 방법에 따른 입력 비트스트림 (101)은 슬라이스 레벨에서 화면 내 블록 복사 허용 정보 (113), 팔레트 코딩 허용 정보 (114) 및 컬러 변환 코딩 허용 정보 (115)를 포함하며, 엔트로피 복호화부 (102)를 통해 복호화될 수 있다. 복호화된 화면 내 블록 복사 허용 정보 (113), 팔레트 코딩 허용 정보 (114) 및 컬러 변환 코딩 허용 정보 (115)는 현재 슬라이스에서 각각의 기술이 사용될 수 있는지 여부를 의미하며, 이에 따라서 현재 슬라이스 내에 존재하는 각 코딩 유닛에 화면 내 블록 복사 (106), 팔레트 코딩 (107), 컬러 변환 코딩 (108)이 적용될 수 있는지를 판단할 수 있다.
도 2는 제안하는 슬라이스 레벨에서 스크린 콘텐츠 압축 기술을 선택적으로 허용하는 스크린 콘텐츠 비디오 압축 방법 및 장치의 계층적 적용 방법을 도시한 예시도이다.
도 2를 참조하면 비디오의 부호화 및 복호화 구조에서 시퀀스 파라미터 셋 (SPS : Picture Parameter Set)의 스크린 콘텐츠 확장 신택스 (sps_scc_extensions)를 통하여 전송되는 intra_block_copy_enabled_flag (201), palette_mode_enabled_flag (202), residual_adaptive_colour_transform_enabled_flag (203)를 통하여 시퀀스 레벨에서 화면 내 블록 복사 허용 정보, 팔레트 코딩 허용 정보 및 컬러 변환 코딩 허용 정보를 각각 전송할 수 있다. 이에 대하여, 슬라이스 레벨에서는 현재 슬라이스에 화면 내 블록 복사, 팔레트 코딩 및 컬러 변환 코딩이 적용될 수 있는지 여부를 슬라이스 세그먼트 헤더 (slice segment header)에 포함시켜 전송할 수 있다. 시퀀스 파라미터 셋을 통하여 전송된 intra_block_copy_enabled_flag, palette_mode_enabled_flag, residual_adaptive_colour_transform_enabled_flag을 통하여 슬라이스 세그먼트 헤더에서는 추가적으로 slice_intra_block_copy_enabled_flag (204), slice_palette_mode_enabled_flag (205), slice_residual_adaptive_colour_transform_enabled_flag (206)을 전송함으로써 각 슬라이스에서 적용될 수 있는 스크린 콘텐츠 부호화 기술을 복호화기로 전송할 수 있다. 슬라이스 세그먼트 헤더를 통해 전송된 slice_intra_block_copy_enabled_flag, slice_palette_mode_enabled_flag, slice_residual_adaptive_colour_transform_enabled_flag에 따라, 현재 슬라이스 내에 존재하는 모든 코딩 유닛에 각각의 스크린 콘텐츠 부호화 기술의 적용 여부가 전송될 수 있다. 따라서 각 코딩 유닛 레벨에서는 현재 코딩 유닛에 허용되는 화면 내 블록 복사, 팔레트 코딩 및 컬러 변환 코딩 등의 스크린 콘텐츠 부호화 기술의 적용 여부를 나타내는 intra_bc_flag (207), palette_mode_flag (208), residual_adaptive_colour_trans_flag (209)가 전송될 수 있다.
도 3은 제안하는 방법 및 장치를 이용하여 픽쳐 내에 존재하는 각 슬라이스에 대하여 화면 내 블록 복사 적용 여부를 전송함으로써, 동일한 픽쳐 내에서 선택적으로 화면 내 블록 복사 기술을 적용한 실시 예이다. 도 3은 제안하는 방법 및 장치에 의한 하나의 실시 예로써, 화면 내 블록 복사 기술에 대한 것으로 한정되지 않으며, 다양한 스크린 콘텐츠 압축 기술에 대해 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 현재 픽쳐 (301)는 한 개 또는 그 상의 슬라이스로 분할될 수 있으며, 각각의 슬라이스에 대하여 화면 내 블록 복사 기술이 적용되는 슬라이스(302)와 화면 내 블록 복사 기술이 적용되지 않는 슬라이스 (303)로 구분될 수 있다. 각 기술의 적용여부는 슬라이스 레벨에서 전송될 수 있으며, 각 기술의 적용여부는 인코더의 율-왜곡 최적화 또는 입력되는 콘텐츠의 특성에 따라 임의로 결정될 수 있다.
도 4는 제안하는 방법 및 장치를 이용하여 시퀀스 내에 존재하는 각 픽쳐에 대하여 화면 내 블록 복사 적용 여부를 전송함으로써, 동일한 시퀀스 내에서 픽쳐 단위로 화면 내 블록 복사 기술을 선택적으로 적용한 실시 예이다. 도 4는 제안하는 방법 및 장치에 의한 하나의 실시 예로써, 화면 내 블록 복사 기술에 대한 것으로 한정되지 않으며, 다양한 스크린 콘텐츠 압축 기술에 대해 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 현재 시퀀스 (401)에 포함된 각 픽쳐에 대하여 화면 내 블록 복사 기술이 적용되지 않는 픽쳐들 (402)과 화면 내 블록 복사 기술이 적용되는 픽쳐들 (403)로 구분될 수 있다. 각 기술의 적용여부는 슬라이스 레벨에서 전송될 수 있으며, 각 기술의 적용여부는 인코더의 율-왜곡 최적화 또는 입력되는 콘텐츠의 특성에 따라 임의로 결정될 수 있다.
도 5는 제안하는 방법 및 장치를 이용하여 시퀀스 내에 존재하는 각 픽쳐에 대하여 화면 내 블록 복사 적용 여부 슬라이스 레벨에서 전송함으로써, 동일한 시퀀스 내에서 참조 구조에 따라 화면 내 블록 복사 기술을 선택적으로 적용한 실시 예이다. 도 5는 제안하는 방법 및 장치에 의한 하나의 실시 예로써, 화면 내 블록 복사 기술에 대한 것으로 한정되지 않으며, 다양한 스크린 콘텐츠 압축 기술에 대해 동일하게 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 계측적 참조 구조에서 화면 내 예측 부호화가 적용되는 픽쳐 및 참조 픽쳐와 현재 픽쳐 간의 예측 거리가 먼 픽쳐들 (501)에 대하여 화면 내 블록 복사 기술을 적용할 수 있으며, 참조 픽쳐와 현재 픽쳐 간의 예측거리가 비교적 짧은 픽쳐들 (502)에 대하여 화면 내 블록 복사 기술을 적용하지 않을 수 있다. 각 기술의 적용여부는 슬라이스 레벨에서 전송될 수 있으며, 각 기술의 적용여부는 인코더의 율-왜곡 최적화 또는 입력되는 콘텐츠의 특성에 따라 임의로 결정될 수 있다.

Claims (2)

  1. 스크린 콘텐츠 비디오의 압축을 수행함에 있어, 화면 내 블록 복사, 팔레트 코딩, 적응적 컬러 변환 등과 같은 스크린 콘텐츠 부호화 기술을 픽쳐, 또는 슬라이스 등의 상위 레벨에서 선택적으로 허용할 수 있는 비디오 부/복호화 방법 및 장치
  2. 상기 청구항 1의 픽쳐, 또는 슬라이스 레벨에서 전송된 스크린 콘텐츠 부호화 기술 적용 여부에 따라 해당 픽쳐 또는 슬라이스 내에 존재하는 모든 코딩 유닛에 해당 기술의 적용 여부를 추가적으로 전송 또는 생략할 수 있는 비디오 부/복호화 방법 및 장치
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