KR20230005506A - 변환 계수 부호 비트 숨김을 이용한 비디오 부호화 및 복호화 방법 - Google Patents

변환 계수 부호 비트 숨김을 이용한 비디오 부호화 및 복호화 방법 Download PDF

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이영렬
김명준
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세종대학교산학협력단
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Abstract

본 개시에 있어서, 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보를 획득하는 단계, 및 현재 블록의 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 획득하는 단계, 부호 비트 숨김 플래그가 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행됨을 나타낼 경우, 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 변환 계수 부호 정보의 획득 없이 소정의 변환 계수들의 부호를 결정하는 단계, 변환 계수 크기 정보에 따른 소정의 변환 계수들의 크기와 결정된 소정의 변환 계수들의 부호에 따라, 소정의 변환 계수를 결정하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법이 제공된다.

Description

변환 계수 부호 비트 숨김을 이용한 비디오 부호화 및 복호화 방법 {Video Encoding And Decoding Method Using Transform Coefficients Sign Bit Hiding}
본 발명은 비디오 부호화 및 복호화 방법에 관한 발명으로, 보다 구체적으로 변환 계수 부호 비트 숨김을 이용한 비디오 부호화 및 복호화 방법에 관한 발명이다.
최근, 인터넷에서는 동영상과 같은 멀티미디어 데이터의 수요가 급격히 증가하고 있다. 하지만 채널(Channel)의 대역폭(Bandwidth)이 발전하는 속도는 급격히 증가하고 있는 멀티미디어 데이터의 양을 따라가기 힘든 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 국제 표준화 기구인 ITU-T의 VCEG(Video Coding Expert Group)과 ISO/IEC의 MPEG(Moving Picture Expert Group)에서는 꾸준히 공동 연구를 통하여 보다 향상된 동영상 압축 표준을 연구하는 중이다.
비디오 부호화는 크게 화면 내 예측, 화면 간 예측, 변환, 양자화, 엔트로피(Entropy coding) 부호화, 인루프 필터(In-loop filter)로 구성된다. 영상의 블록 분할로 인하여 결정된 각 블록의 잔여 블록에 대하여 변환 및 양자화가 수행될 수 있다. 그리고 변환 및 양자화에 따라 결정된 변환 계수 블록에 대하여 변환 계수 정보가 생성될 수 있다.
변환 계수의 값의 분포, 변환 계수들 간의 중복성 등을 이용하여 변환 계수 정보의 크기를 감축함으로써 비디오 부호화 효율이 증가할 수 있다.
영상의 해상도가 증가함에 따라, 부호화된 영상 데이터의 크기가 급증하고 있다. 따라서, 변환 계수의 부호에 관한 부호 정보를 감축함으로써 비디오 부호화 효율이 증가할 수 있다.
본 개시에 있어서, 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보를 획득하는 단계, 및 상기 현재 블록의 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 획득하는 단계, 상기 부호 비트 숨김 플래그가 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행됨을 나타낼 경우, 상기 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 변환 계수 부호 정보의 획득 없이 상기 소정의 변환 계수들의 부호를 결정하는 단계, 상기 변환 계수 크기 정보에 따른 소정의 변환 계수들의 크기와 상기 결정된 소정의 변환 계수들의 부호에 따라, 상기 소정의 변환 계수를 결정하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법이 제공된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수들의 부호를 결정하는 단계는, 상기 소정의 변환 계수들에 대한 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계, 상기 부호 비트 비용에 따라 최적의 부호 조합을 결정하는 단계, 및 상기 최적의 부호 조합에 따라, 상기 소정의 변환 계수의 부호를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수들에 대한 상기 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계는, 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계, 상기 잔여 블록으로부터 상기 현재 블록의 복원 블록을 결정하는 단계, 및 상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계는, 고속 역변환에 따라, 상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 좌측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성 및 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 상측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 크기, 예측 모드, 변환 모드, 및 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 부호 비트 비용에 따라 최적의 부호 조합을 결정하는 단계는, 부호 비트 비용이 제일 작은 부호 조합이 최적의 부호 조합으로 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 부호 비트 숨김 플래그를 획득하는 단계는, 상기 현재 블록의 부호화 트리 블록, 슬라이스, 타일, 픽처, 시퀀스, 및 비디오 중 하나에 대하여 부호 비트 숨김이 허용되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 허용 플래그를 획득하는 단계, 및 상기 부호 비트 숨김 허용 플래그가 상기 부호 비트 숨김이 허용되는지 나타낼 때, 상기 부호 비트 숨김 플래그를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수는, 상기 현재 블록의 스캔 순서, 상기 변환 계수 크기의 임계 값, 및 상기 변환 계수의 위치 중 적어도 하나에 의하여 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수의 개수는 3 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시에 있어서, 현재 블록의 변환 계수들을 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보를 부호화하는 단계, 상기 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 정보가 생략되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 부호화하는 단계를 포함하는 비디오 부호화 방법이 제공된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계, 상기 부호 비트 비용에 따라, 상기 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 중 최적의 부호 조합을 결정하는 단계, 및 상기 최적의 부호 조합에 따라, 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수들에 대한 상기 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계는, 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계, 상기 잔여 블록으로부터 상기 현재 블록의 복원 블록을 결정하는 단계, 및 상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계는, 고속 역변환에 따라, 상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 좌측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성 및 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 상측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 크기, 예측 모드, 변환 모드, 및 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 최적의 부호 조합에 따라, 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 중 상기 최적의 부호 조합이 상기 소정의 변환 계수들에 적용된 부호 조합과 일치하는지 여부에 따라, 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부가 결정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 비디오 부호화 방법은, 상기 현재 블록의 부호화 트리 블록, 슬라이스, 타일, 픽처, 시퀀스, 및 비디오 중 하나에 대하여 부호 비트 숨김이 허용되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 허용 플래그를 부호화하는 단계를 더 포함하고, 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 정보가 생략되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 부호화하는 단계는, 상기 부호 비트 숨김 허용 플래그가 부호 비트 숨김이 허용됨을 나타낼 때 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수는, 상기 현재 블록의 스캔 순서, 상기 변환 계수 크기의 임계 값, 및 상기 변환 계수의 위치 중 적어도 하나에 의하여 결정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정의 변환 계수의 개수는 3 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시에 있어서, 상기의 비디오 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 변환 계수의 부호 비트 숨김 프로세스에 의하여 변환 계수의 부호 정보가 생략될 수 있다. 따라서, 변환 계수 부호화에 의하여 발생하는 정보량이 감소할 수 있다. 그러므로, 비디오 부호화 효율이 향상됨으로써 고화질 비디오의 생성 및 보급이 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 변환 계수 블록을 부호 비트 숨김을 통해 부호화 하는 영상 부호화 방법을 나타낸다.
도 4는 변환 계수 블록의 일 예와 상기 변환 계수 블록의 변환 계수들의 부호 조합을 나타낸다.
도 5는 부동소수형 DCT2 방식에 따른 고속 역변환을 설명한다.
도 6은 부동소수형 DCT2 방식에 따른 고속 역변환에 따른 잔여 블록 결정 방법을 설명한다.
도 7은 변환 계수 블록의 일 예와 정수형 DCT2 방식에 따른 고속 역변환을 설명한다.
도 8 내지 도 10은 변환 계수 블록을 구성하는 복수의 블록들 각각의 잔여 블록들을 결정하기 위한 방법을 설명한다.
도 11은 부호 비트 비용을 결정하기 위한 일 실시예를 나타낸다.
도 12는 부호 비트 숨김을 이용하는 비디오 복호화 방법을 설명한다.
도 13은 부호 비트 숨김을 이용하는 비디오 부호화 방법을 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 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 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 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 권리범위에 포함된다.
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 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽처 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 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 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 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 권리범위에 포함된다.
픽처 분할부(110)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽처 분할부(110)에서는 하나의 픽처에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽처를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽처는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽처에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽처 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽처 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽처 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽처 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽처 정보를 제공받고 참조 픽처에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽처 보간부에 의해 보간된 참조 픽처를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터 값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽처 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 상기 방향성 예측 모드의 개수는 HEVC 표준에 정의된 33개와 같거나 그 이상일 수 있으며, 예를 들어 60 내지 70 범위 내의 개수로 확장될 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이 값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차 값에 대해 계수 값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수 값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽처에서 블록 간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽처에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽처를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽처는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수 값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽처 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽처 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽처 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소 값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수 값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽처는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽처에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽처 또는 블록을 저장하여 참조 픽처 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽처를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화 뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
도 3은 잔여 (Residual) 블록을 변환 및 양자화하여 생성된 변환 계수 블록을 부호 비트 숨김 (Sign bit Hiding)을 통해 부호화 하는 영상 부호화 방법을 나타낸다.
단계 302에서 잔여 블록에 대한 변환 및 양자화가 수행됨으로써, 변환 계수 블록이 생성된다. 상기 변환 계수 블록은 변환 및 양자화가 수행된 잔여 블록을, 역양자화함으로써 생성될 수 있다.
단계 304에서 변환 계수 블록을 생성한 뒤, 부호 비트 숨김에 따라 변환 계수 블록의 변환 계수들 중 일부의 부호 정보의 부호화가 생략된다.
부호 비트 숨김은 변환 계수 블록에서 수행될 수 있다. 변환 계수 블록에서 부호 비트 숨김이 적용되는 계수들은 임의의 N 개로 제한할 수 있다. 상기 N은 2 이상의 정수이다.
부호화 과정에서 획득된 변환 계수들의 부호는 부호 비트 숨김 플래그 (1 비트)를 통해서 전송될 수 있다. 그리고 복호화 과정에서 부호 비트 숨김 플래그를 통해서 부호 비트 숨김이 적용되었는지 여부가 결정될 수 있다.
상기 부호 비트 숨김 플래그는 변환 계수 블록 단위로 결정될 수 있다. 또는 상기 부호 비트 숨김 플래그는 변환 계수 블록보다 상위 단위인 부호화 블록, 부호화 트리 블록, 슬라이스, 타일, 픽처, CVS (Coded Video Sequence), 전체 비디오 단위로 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 룩업 테이블(Look-up Table)을 이용하여 역양자화가 수행될 수 있다. 그리고 상기 룩업 테이블에 부호 비트 숨김 프로세스를 반영함으로써, 단계 304의 부호 비트 숨김이 단계 302의 룩업 테이블에 따른 변환 계수 블록 생성에 병합될 수 있다.
상기 룩업 테이블은 복수의 룩업 테이블들 중 변환 계수 블록의 생성에 사용된 양자화 파라미터에 따라 결정될 수 있다. 또는 양자화 파라미터 뿐만 아니라 다른 부호화 파라미터에 따라 복수의 룩업 테이블들 중 하나의 룩업 테이블이 선택될 수 있다.
룩업 테이블을 이용할 경우, 변환 계수 블록의 생성에 필요한 계산량이 감소할 수 있다. 그러나 복수의 룩업 테이블들의 저장을 위하여 많은 메모리 용량이 요구될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 단계 304에서 부호 비트 숨김 여부가 결정될 수 있다. 부호화단에서, 특정 부호화 툴에 따른 영상의 부호화율을 검증하기 위하여 부호화 툴에 따라 부호화된 데이터를 복호화함으로써 생성된 복원 영상은 원본 영상과 비교된다. 그리고 비교 결과에 따라, 복원 영상과 원본 영상 간의 차이가 작을 경우, 부호화 툴이 채택될 수 있다. 반대로 복원 영상과 원본 영상 간의 차이가 클 경우, 부호화 툴이 채택되지 않는다.
구체적으로, 복수의 변환 계수들의 부호 조합에 따른 복원 영상과 원본 영상 간의 차이를 비교하여 최적의 변환 계수들의 부호 조합을 결정할 수 있다. 그리고 최적의 변환 계수들의 부호 조합에 따라 부호 비트 숨김이 수행된 경우의 복원 영상과 원본 영상 간의 차이와 상기 부호 비트 숨김이 수행되지 경우의 복원 영상과 원본 영상 간의 차이를 비교하여 부호 비트 숨김의 수행 여부가 결정될 수 있다.
복원 영상과 원본 영상 간의 차이는 부호 비트 비용 (Sign Bit Cost)로 정규화될 수 있다. 부호 비트 비용은 변환 계수들의 부호의 조합에 따른 변환 계수 블록의 복원 샘플들과 변환 계수 블록에 인접한 인접 샘플들 간의 유사성에 따라 결정될 수 있다.
부호 비트 비용의 결정 방법은 픽처 타입에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, 픽처 타입이 I 타입 (인트라 예측만 허용됨)인 경우의 부호 비트 비용 결정 방법과 픽처 타입이 P 타입 또는 B 타입 (인트라 예측과 인터 예측이 허용됨)인 경우의 부호 비트 비용 결정 방법은 상이할 수 있다.
또한 부호 비트 비용의 결정 방법은 변환 방법에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, 변환 계수 블록에 적용된 변환 방법이 DCT 변환인지 DST 변환인지 여부에 따라 부호 비트 비용 결정 방법은 상이할 수 있다. 또는 변환 계수 블록에 2차 변환이 적용되었는지 여부에 따라 부호 비트 비용 결정 방법은 상이할 수 있다. 또는 변환 계수 블록의 수직 변환 및 수평 변환에 적용된 변환 방법에 따라 부호 비트 비용 결정 방법은 상이할 수 있다. 또는 변환 계수 블록의 크기에 따라 부호 비트 비용 결정 방법은 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 앞서 설명된 부호 비트 비용 결정 방법에 따라 변환 계수들의 부호 조합들에 대한 부호 비트 비용이 결정된다. 그리고 부호 비트 비용이 가장 낮은 부호 조합들이 최적의 부호 조합으로 결정된다. 최적의 부호 조합이 변환 계수 블록의 실제 부호 조합과 일치하는 경우, 부호 비트 숨김이 적용되는 것으로 결정된다. 그리고 부호 비트 숨김이 적용되는 것으로 결정될 경우, 부호 비트 숨김 플래그는 1로 결정된다. 반대로 최적의 부호 조합이 변환 계수 블록의 실제 부호 조합과 일치하는 않는 경우, 부호 비트 숨김이 적용되지 않는 것으로 결정된다. 그리고 부호 비트 숨김이 적용되지 않는 것으로 결정될 경우, 부호 비트 숨김 플래그는 0으 결정된다.
또는 최적의 부호 조합에 따른 결정된 복원 블록이 부호 비트 숨김의 적용 없이 결정된 복원 블록과 일치하는 경우, 부호 비트 숨김이 적용되는 것으로 결정된다. 그리고 부호 비트 숨김이 적용되는 것으로 결정될 경우, 부호 비트 숨김 플래그는 1로 결정된다. 반대로 최적의 부호 조합에 따른 결정된 복원 블록이 부호 비트 숨김의 적용 없이 결정된 복원 블록과 일치하는 않는 경우, 부호 비트 숨김이 적용되지 않는 것으로 결정된다. 그리고 부호 비트 숨김이 적용되지 않는 것으로 결정될 경우, 부호 비트 숨김 플래그는 0으로 결정된다.
부호 비트 비용에 대하여는 이하 자세하게 설명된다.
도 4는 변환 계수 블록(400)의 일 예와 상기 변환 계수 블록의 변환 계수들의 부호 조합을 나타낸다.
변환 계수 블록(400)은 3개의 논제로 변환 계수와 13개의 제로 변환 계수를 포함한다. 따라서, 변환 계수 블록(400)에는 3개의 논제로 변환 계수의 부호를 나타내기 위한 3개의 부호 비트가 필요하다. 부호 비트 숨김의 적용 여부를 위하여, 변환 계수 블록(400)의 3개의 논제로 변환 계수의 부호 조합에 대한 부호 비트 비용이 결정될 수 있다. 그리고 부호 비트 비용이 가장 낮은 최적의 부호 조합이 변환 계수 블록(400)의 3개의 논제로 변환 계수의 부호 조합과 일치하는 경우, 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다. 반대로 부호 비트 비용이 가장 낮은 최적의 부호 조합이 변환 계수 블록(400)의 3개의 논제로 변환 계수의 부호 조합과 일치하지 않는 경우, 부호 비트 숨김이 적용되지 않을 수 있다.
변환 계수 블록(400)은 3개의 논제로 변환 계수를 포함하기 때문에, 변환 계수 블록(400)에는 부호에 따라 2^3 (=8)의 부호 조합이 존재한다. 구체적으로, (1,1,1) (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), 및 (1,1,1)의 부호 조합이 변환 계수 블록(400)에 존재한다. 따라서, 각 부호 조합에 따른 부호 비트 비용이 계산되고, 가장 낮은 부호 비트 비용을 가지는 부호 조합이 최적의 부호 조합으로 결정된다.
각 부호 조합의 부호 비트 비용의 신속한 계산을 위하여, 변환 계수 블록(400)의 신속한 역변환이 필요하다. 신속한 역변환을 위해, 변환 계수 블록(400)는 하나의 논제로 변환 계수만을 포함하는 제1 블록(402), 제2 블록(404), 제3 블록(406)의 조합으로 표현될 수 있다. 그리고 제1 블록(402), 제2 블록(404), 제3 블록(406)의 역변환 결과에 따라 변환 계수 블록(400)의 역변환 결과가 신속하게 계산될 수 있다.
이하에서 도 5 및 도 6에서 부동소수점 DCT2 방식에 따른 최적의 부호 조합 결정 방법이 설명된다.
도 5는 부동소수형 DCT2 방식에 따른 고속 역변환 (Fast Inverse-transform)을 설명한다.
도 5에 따르면 변환 계수 블록(400)은 제1 블록(402)의 3배수, 제2 블록(404)의 (-5)배수, 및 제3 블록(406)의 7배수의 합과 동일하다. 변환 계수 블록의 신속한 역변환을 위하여 제1 블록(402)의 역변환의 결과 값(512), 제2 블록(404)의 역변환의 결과 값(514), 제3 블록(406)의 역변환의 결과 값(516)이 미리 설정될 수 있다.
결과 값(512)은 제1 블록(402)을 수직 변환하여 생성된 중간 블록(502)를 수평 변환하여 생성될 수 있다. 결과 값(514)은 제2 블록(404)을 수직 변환하여 생성된 중간 블록(504)를 수평 변환하여 생성될 수 있다. 결과 값(516)은 제3 블록(406)을 수직 변환하여 생성된 중간 블록(506)를 수평 변환하여 생성될 수 있다.
도 6은 부동소수형 DCT2 방식에 따른 고속 역변환 (Fast Inverse-transform)에 따른 잔여 블록 결정 방법을 설명한다.
변환 계수 블록(400)의 논제로 변환 계수들의 최적의 부호 조합을 결정하기 위하여, 제1 블록(402), 제2 블록(404), 및 제3 블록(406)의 결과 값(512, 514, 516)의 가중합이 이용될 수 있다. 예를 들어, (1,1,1)의 부호 조합에 대한 잔여 블록은 결과 값(512)의 3배수, 결과 값(514)의 5배수, 결과 값(516)의 7배수를 더함으로써 결정될 수 있다. 그리고 (1,1,1)의 부호 조합에 대한 잔여 블록은 결과 값(512)의 (-3)배수, 결과 값(514)의 5배수, 결과 값(516)의 7배수를 더함으로써 결정될 수 있다. 다른 부호 조합에 대하여 마찬가지 방법으로 잔여 블록이 결정될 수 있다.
도 4 내지 6에서 설명되었듯이, 부동소수점 DCT2 방식에 따른 고속 역변환에 의하여, 총 8개의 잔여 블록이 생성될 수 있다. 변환 계수 블록(400)에 인접한 인접 블록의 정보에 기초하여 8개의 잔여 블록에 대한 부호 비트 비용이 결정될 수 있다. 그리고 부호 비트 비용이 가장 작은 잔여 블록에 기초하여, 최적의 부호 조합이 결정된다. 최적의 부호 조합이 변환 계수 블록(400)의 논제로 변환 계수의 실제 부호 조합과 일치하는 경우, 변환 계수 블록(400)에 부호 비트 숨김이 적용되도록 결정된다. 반대로 최적의 부호 조합이 변환 계수 블록(400)의 논제로 변환 계수의 실제 부호 조합과 일치하지 않는 경우, 변환 계수 블록(400)에 부호 비트 숨김이 적용되지 않도록 결정된다. 부호 비트 숨김이 적용되지 않을 경우, 변환 계수 블록(400)의 변환 계수들의 부호는 부호화된다.
도 7은 변환 계수 블록(700)의 일 예와 정수형 DCT2 방식에 따른 고속 역변환 (Fast Inverse-transform)을 설명한다.
변환 계수 블록 D (700)은 4x4 정수형 DCT-II 행렬 A (710)에 따라 역변환될 수 있다. 구체적으로 변환 계수 블록 D(700)의 역변환 결과는 수학식 ATDA에 의하여 결정될 수 있다.
신속한 역변환을 위하여, 변환 계수 블록 D (700)는 하나의 논제로 변환 계수만을 포함하는 제1 블록(702), 제2 블록(704), 제3 블록(706)의 조합으로 표현될 수 있다. 그리고 제1 블록(702), 제2 블록(704), 제3 블록(706)의 역변환 결과에 따라 변환 계수 블록(700)의 역변환 결과가 신속하게 계산될 수 있다.
변환 계수 블록(700)은 3개의 논제로 변환 계수를 포함하기 때문에, 2^3 (=8)의 부호 조합이 존재한다. 따라서, 각 부호 조합에 따른 부호 비트 비용이 계산되고, 가장 낮은 부호 비트 비용을 가지는 부호 조합이 최적의 부호 조합으로 결정된다. 정수형 DCT2 방식에 따른 고속 역변환에 따라, 각 부호 조합의 부호 비트 비용이 신속하게 계산될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 제1 블록(702), 제2 블록(704) 및 제3 블록(706)의 제1 잔여 블록(752), 제2 잔여 블록(754) 및 제3 잔여 블록(756)을 결정하기 위한 방법을 설명한다.
제1 블록(702)은 AT(712)에 의하여 수직 역변환될 수 있다. 제1 블록(702)의 수직 역변환에 따라, 제1 수직 역변환 블록(722)이 결정된다. 제1 수직 역변환 블록(722)의 변환 계수의 크기는 시프트 연산에 의하여 조정될 수 있다. 따라서 제1 수직 역변환 블록(722)의 시프트 연산에 따라, 제1 중간 블록(732)이 생성될 수 있다. 제1 중간 블록(732)은 A(710)에 의하여 수평 역변환될 수 있다. 제1 중간 블록(732)의 수평 역변환에 따라, 제1 수평 역변환 블록(742)이 결정된다. 제1 수직 역변환 블록(722)과 마찬가지로, 제1 수평 역변환 블록(742)의 변환 계수의 크기는 시프트 연산에 의하여 조정될 수 있다. 따라서 제1 수평 역변환 블록(742)의 시프트 연산에 따라, 제1 잔여 블록(752)이 생성될 수 있다.
마찬가지로, 제2 블록(704)은 AT(712)에 의하여 수직 역변환될 수 있다. 제2 블록(704)의 수직 역변환에 따라, 제2 수직 역변환 블록(724)이 결정된다. 제2 수직 역변환 블록(724)의 변환 계수의 크기는 시프트 연산에 의하여 조정될 수 있다. 따라서 제2 수직 역변환 블록(724)의 시프트 연산에 따라, 제2 중간 블록(734)이 생성될 수 있다. 제2 중간 블록(734)은 A(710)에 의하여 수평 역변환될 수 있다. 제2 중간 블록(734)의 수평 역변환에 따라, 제2 수평 역변환 블록(744)이 결정된다. 제2 수직 역변환 블록(724)과 마찬가지로, 제2 수평 역변환 블록(744)의 변환 계수의 크기는 시프트 연산에 의하여 조정될 수 있다. 따라서 제2 수평 역변환 블록(744)의 시프트 연산에 따라, 제2 잔여 블록(754)이 생성될 수 있다.
마찬가지로, 제3 블록(706)은 AT(712)에 의하여 수직 역변환될 수 있다. 제3 블록(706)의 수직 역변환에 따라, 제3 수직 역변환 블록(726)이 결정된다. 제3 수직 역변환 블록(726)의 변환 계수의 크기는 시프트 연산에 의하여 조정될 수 있다. 따라서 제3 수직 역변환 블록(726)의 시프트 연산에 따라, 제3 중간 블록(736)이 생성될 수 있다. 제3 중간 블록(736)은 A(710)에 의하여 수평 역변환될 수 있다. 제3 중간 블록(736)의 수평 역변환에 따라, 제3 수평 역변환 블록(746)이 결정된다. 제3 수직 역변환 블록(726)과 마찬가지로, 제3 수평 역변환 블록(746)의 변환 계수의 크기는 시프트 연산에 의하여 조정될 수 있다. 따라서 제3 수평 역변환 블록(746)의 시프트 연산에 따라, 제3 잔여 블록(756)이 생성될 수 있다.
제1 잔여 블록(752), 제2 잔여 블록(754), 및 제3 잔여 블록(756)을 8개의 부호 조합에 따라 더할 수 있다. 구체적으로, (1,1,1) (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), (1,1,1), 및 (1,1,1)의 부호 조합을 제1 잔여 블록(752), 제2 잔여 블록(754), 및 제3 잔여 블록(756)의 합연산에 적용할 수 있다. 예를 들어, (1,1,1)의 부호 조합에 따라, 제1 잔여 블록(752), 제2 잔여 블록(754), 및 제3 잔여 블록(756)의 값이 합산된다. 그리고 합산된 결과에 따라 생성된 잔여 블록에 따른 부호 비트 비용이 계산된다. 나머지 부호 조합에 대하여도 제1 잔여 블록(752), 제2 잔여 블록(754), 및 제3 잔여 블록(756)의 합산 결과에 따른 부호 비트 비용이 계산된다. 최종적으로, 부호 비트 비용이 가장 낮은 부호 조합이 변환 계수 블록의 실제 부호 조합과 일치하는지 여부에 따라, 부호 비트 숨김의 적용 여부가 결정된다.
도 7 내지 도 10에서는, 변환 계수 블록(700)의 논제로 변환 계수인 144, -96, 368에 대하여 각각 제1 잔여 블록(752), 제2 잔여 블록(754), 및 제3 잔여 블록(756)이 결정된다. 즉, (1, 1, 1)의 부호 조합이 변환 계수 블록(700)의 실제 부호 조합이다. 그러므로 일 실시 예에 따르면, (1, 1, 1)의 부호 조합에 따른 부호 비트 비용이 다른 부호 조합들에 따른 부호 비트 비용보다 낮은지 여부에 따라 부호 비트 숨김의 적용 여부가 결정될 수 있다.
도 11은 부호 비트 비용을 결정하기 위한 일 실시예를 나타낸다.
앞서 설명된 고속 역변환 또는 기타 역변환 방법에 따라 결정된 변환 계수 블록의 잔여 블록은 대응되는 예측 블록에 합산된다. 상기 잔여 블록과 상기 예측 블록의 합산에 따라, 복원 블록이 생성된다. 그리고 상기 변환 계수 블록에 대응되는 복원 블록의 샘플들 중에서 좌측 경계 및/또는 상측 경계에 인접한 샘플들과 상기 복원 블록의 인접 블록의 샘플들 간에 연속성에 따라 부호 비트 비용이 결정될 수 있다.
부호 비트 비용을 결정하는 방법의 일 실시예가 이하 수학식 1에 설명된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
상기 수학식1에 기초하여, 변환 계수 블록의 각 부호 조합에 대하여 부호 비트 비용이 계산된다. 그리고 부호 비트 비용에 따른 최적의 부호 조합과 변환 계수 블록의 실제 부호 조합을 비교하여, 변환 계수 블록의 부호 비트 숨김의 적용 여부가 결정될 수 있다.
상기 수학식1의 α와 β는 임의의 상수이다. 예를 들어, α와 β는 모두 1 일 수 있다. 또는 α와 β는 각각 1 과 2 일 수 있다. α와 β는 현재 블록의 예측 방법에 따라 다르게 결정될 수 있다. 상기 수학식1의 r[x,y]는 복원 블록 (reconstructed block) r의 (x,y) 위치의 샘플 값을 의미한다. 예를 들어, r[1,1]은 복원 블록 r의 (1,1) 위치의 샘플 값을 나타낸다.
도 11 및 상기 수학식 1에서는 경계로부터 2 샘플 거리만큼 떨어진 샘플들을 기준으로 부호 비트 비용이 계산된다. 그러나 실시 예에 따라, 1 샘플 거리만큼 떨어진 샘플들을 기준으로 부호 비트 비용이 계산될 수 있다. 또는 실시 예에 따라, N 샘플 거리만큼 떨어진 샘플들을 기준으로 부호 비트 비용이 계산될 수 있다. 상기 N은 3 이상이다.
도 4 내지 도 10에서 3개의 변환 계수의 부호 비트를 숨기는 방법이 설명되었다. 그러나 실시 예에 따라, 2개의 변환 계수의 부호 비트 숨김 여부가 결정될 수 있다. 또는 실시 예에 따라, 4개 이상의 변환 계수의 부호 비트 숨김 여부가 결정될 수 있다.
상기 실시 예에서 최적의 부호 조합이 실제 부호 조합이 동일한지 여부에 따라 변환 계수 블록의 부호 비트 숨김의 적용 여부가 결정된다고 설명되었다. 그러나 실시 예에 따라, 최적의 부호 조합과 실제 부호 조합이 상이할 경우에도, 최적의 부호 조합과 실제 부호 조합 간에 복원 오차가 작을 경우, 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 부호 비트 비용의 계산 방법은 변환 계수 블록 및 현재 픽처의 특성에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, 변환 계수 블록에 대응되는 예측 모드에 따라, 부호 비트 비용의 계산 방법이 결정될 수 있다. 또는 변환 계수 블록의 예측 모드와 인접 블록의 예측 모드를 고려하여, 부호 비트 비용의 계산 방법이 결정될 수 있다. 또는 현재 픽처의 픽처 타입에 따라, 부호 비트 비용의 계산 방법이 결정될 수 있다. 구체적으로, 현재 픽처가 인트라 예측만 허용되는 I 픽처인지, 또는 인터 예측이 허용되는 P 픽처 또는 B 픽처인지 여부에 따라, 부호 비트 비용의 계산 방법이 결정될 수 있다. 또는 변환 계수 블록에 적용되는 변환 방식에 따라, 부호 비트 비용의 계산 방법이 결정될 수 있다. 또는 변환 계수 블록에 적용되는 양자화 파라미터에 따라, 부호 비트 비용의 계산 방법이 결정될 수 있다. 또는 변환 계수 블록에 적용되는 인루프 필터의 종류에 따라, 부호 비트 비용의 계산 방법이 결정될 수 있다
부호 비트 숨김이 적용되는 변환 계수의 위치는 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 스캔 순서상으로 먼저 스캔되는 연속된 논제로 변환 계수들에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다. 또는 스캔 순서상으로 나중에 스캔되는 연속된 논제로 변환 계수들에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다.
또는 변환 계수 블록의 좌상측으로부터 멀리 위치한 논제로 변환 계수에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다. 반대로 변환 계수 블록의 좌상측에 가까이 위치한 논제로 변환 계수에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다.
또는 변환 계수 블록의 변환 계수들 중 소정의 크기보다 작은 변환 계수에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다. 반대로 변환 계수 블록의 변환 계수들 중 소정의 크기보다 큰 변환 계수에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다.
또는 스캔 순서상으로 먼저 스캔되는 연속된 변환 계수들 중에서 소정의 크기보다 작은 변환 계수에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다. 반대로 스캔 순서상으로 나중에 스캔되는 연속된 변환 계수들 중에서 소정의 크기보다 작은 변환 계수에 대하여 부호 비트 숨김이 적용될 수 있다.
도 12는 부호 비트 숨김을 이용하는 비디오 복호화 방법을 설명한다.
단계 1202에서, 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보가 획득된다.
일 실시 예에 따르면, 소정의 변환 계수는 현재 블록의 스캔 순서, 변환 계수 크기의 임계 값, 및 변환 계수의 위치 중 적어도 하나에 의하여 결정될 수 있다. 소정의 변환 계수의 개수는 3 이상일 수 있다.
단계 1204에서, 현재 블록의 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그가 획득된다.
일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 부호화 트리 블록, 슬라이스, 타일, 픽처, 시퀀스, 및 비디오 중 하나에 대하여 부호 비트 숨김이 허용되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 허용 플래그이 획득될 수 있다. 그리고 부호 비트 숨김 허용 플래그가 부호 비트 숨김이 허용되는지 나타낼 때, 부호 비트 숨김 플래그가 획득될 수 있다.
단계 1206에서, 부호 비트 숨김 플래그가 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행됨을 나타낼 경우, 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 변환 계수 부호 정보의 획득 없이 소정의 변환 계수들의 부호가 결정된다.
일 실시 예에 따르면, 부호 비트 숨김 플래그가 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되지 않음을 나타낼 경우, 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 변환 계수 부호 정보가 획득된다. 그리고 변환 계수 부호 정보에 따라 소정의 변환 계수들의 부호가 결정된다.
일 실시 예에 따르면, 소정의 변환 계수들에 대한 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용이 결정될 수 있다. 그리고 부호 비트 비용에 따라 최적의 부호 조합이 결정될 수 있다. 또한 최적의 부호 조합에 따라, 소정의 변환 계수의 부호가 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 부호 비트 비용을 결정하기 위하여, 부호 조합에 따른 현재 블록의 잔여 블록이 결정된다. 그리고 잔여 블록으로부터 현재 블록의 복원 블록이 결정된다. 복원 블록과 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정된다.
일 실시 예에 따르면, 고속 역변환에 따라, 상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하기 위하여, 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 복원 블록의 샘플들과 현재 블록의 좌측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성 및 현재 블록의 상측 경계에 인접한 복원 블록의 샘플들과 현재 블록의 상측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성에 따라, 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 크기, 예측 모드, 변환 모드, 및 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 따라, 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 부호 비트 비용이 제일 작은 부호 조합이 최적의 부호 조합으로 결정된다.
단계 1208에서, 변환 계수 크기 정보에 따른 소정의 변환 계수들의 크기와 상기 결정된 소정의 변환 계수들의 부호에 따라, 상기 소정의 변환 계수가 결정된다.
도 13은 부호 비트 숨김을 이용하는 비디오 부호화 방법을 설명한다.
단계 1302에서, 현재 블록의 변환 계수들이 결정된다.
단계 1304에서, 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보가 부호화된다.
일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 스캔 순서, 변환 계수 크기의 임계 값, 및 변환 계수의 위치 중 적어도 하나에 의하여 결정되고, 소정의 변환 계수가 결정될 수 있다. 소정의 변환 계수의 개수는 3 이상일 수 있다.
단계 1306에서, 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부가 결정된다.
일 실시 예에 따르면, 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용이 결정될 수 있다. 부호 비트 비용에 따라, 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 중 최적의 부호 조합이 결정될 수 있다. 최적의 부호 조합에 따라, 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부가 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 부호 조합에 따른 현재 블록의 잔여 블록이 결정된다. 잔여 블록으로부터 현재 블록의 복원 블록이 결정된다. 복원 블록과 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정된다.
일 실시 예에 따르면, 고속 역변환에 따라, 부호 조합에 따른 현재 블록의 잔여 블록이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 복원 블록의 샘플들과 현재 블록의 좌측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성 및 현재 블록의 상측 경계에 인접한 복원 블록의 샘플들과 현재 블록의 상측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성에 따라, 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 크기, 예측 모드, 변환 모드, 및 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 따라, 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 중 최적의 부호 조합이 소정의 변환 계수들에 적용된 부호 조합과 일치하는지 여부에 따라, 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부가 결정될 수 있다.
단계 1308에서, 소정의 변환 계수들의 부호 비트 정보가 생략되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그가 부호화된다.
일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 부호화 트리 블록, 슬라이스, 타일, 픽처, 시퀀스, 및 비디오 중 하나에 대하여 부호 비트 숨김이 허용되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 허용 플래그가 부호화될 수 있다. 그리고 단계 1306 및 1308은 부호 비트 숨김 허용 플래그가 부호 비트 숨김이 허용됨을 나타낼 때 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비디오 부호화 방법에 따라 비디오 데이터가 부호화된 비트스트림이 생성된다. 그리고 생성된 비트스트림은 비디오 복호화기로 전송되거나, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다. 그리고 비디오 복호화기로 전송된 비트스트림은 상기 비디오 복호화 방법에 따라 복호화될 수 있다.
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.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 획득하는 단계;
    상기 부호 비트 숨김 플래그가 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행됨을 나타낼 경우, 상기 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 변환 계수 부호 정보의 획득 없이 상기 소정의 변환 계수들의 부호를 결정하는 단계;
    상기 변환 계수 크기 정보에 따른 소정의 변환 계수들의 크기와 상기 결정된 소정의 변환 계수들의 부호에 따라, 상기 소정의 변환 계수를 결정하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 변환 계수들의 부호를 결정하는 단계는,
    상기 소정의 변환 계수들에 대한 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계;
    상기 부호 비트 비용에 따라 최적의 부호 조합을 결정하는 단계; 및
    상기 최적의 부호 조합에 따라, 상기 소정의 변환 계수의 부호를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소정의 변환 계수들에 대한 상기 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계는,
    부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계;
    상기 잔여 블록으로부터 상기 현재 블록의 복원 블록을 결정하는 단계; 및
    상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계는,
    고속 역변환에 따라, 상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 좌측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성 및 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 상측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기, 예측 모드, 변환 모드, 및 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 부호 비트 비용에 따라 최적의 부호 조합을 결정하는 단계는,
    부호 비트 비용이 제일 작은 부호 조합이 최적의 부호 조합으로 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부호 비트 숨김 플래그를 획득하는 단계는,
    상기 현재 블록의 부호화 트리 블록, 슬라이스, 타일, 픽처, 시퀀스, 및 비디오 중 하나에 대하여 부호 비트 숨김이 허용되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 허용 플래그를 획득하는 단계; 및
    상기 부호 비트 숨김 허용 플래그가 상기 부호 비트 숨김이 허용되는지 나타낼 때, 상기 부호 비트 숨김 플래그를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 변환 계수는,
    상기 현재 블록의 스캔 순서, 상기 변환 계수 크기의 임계 값, 및 상기 변환 계수의 위치 중 적어도 하나에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 변환 계수의 개수는 3 이상인 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법.
  11. 현재 블록의 변환 계수들을 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보를 부호화하는 단계;
    상기 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 정보가 생략되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 부호화하는 단계를 포함하는 비디오 부호화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계;
    상기 부호 비트 비용에 따라, 상기 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 중 최적의 부호 조합을 결정하는 단계; 및
    상기 최적의 부호 조합에 따라, 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소정의 변환 계수들에 대한 상기 부호 조합들 각각에 대한 부호 비트 비용을 결정하는 단계는,
    부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계;
    상기 잔여 블록으로부터 상기 현재 블록의 복원 블록을 결정하는 단계; 및
    상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 단계는,
    고속 역변환에 따라, 상기 부호 조합에 따른 상기 현재 블록의 잔여 블록을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 좌측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성 및 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상기 복원 블록의 샘플들과 상기 현재 블록의 상측 인접 블록의 샘플들 간의 유사성에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복원 블록과 상기 현재 블록의 인접 블록에 기초하여 상기 부호 조합의 부호 비트 비용을 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기, 예측 모드, 변환 모드, 및 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 따라, 상기 부호 조합의 부호 비트 비용이 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 최적의 부호 조합에 따라, 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 소정의 변환 계수들에 적용가능한 부호 조합들 중 상기 최적의 부호 조합이 상기 소정의 변환 계수들에 적용된 부호 조합과 일치하는지 여부에 따라, 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 비디오 부호화 방법은,
    상기 현재 블록의 부호화 트리 블록, 슬라이스, 타일, 픽처, 시퀀스, 및 비디오 중 하나에 대하여 부호 비트 숨김이 허용되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 허용 플래그를 부호화하는 단계를 더 포함하고,
    상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 정보가 생략되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 부호화하는 단계는, 상기 부호 비트 숨김 허용 플래그가 부호 비트 숨김이 허용됨을 나타낼 때 수행되는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 소정의 변환 계수는,
    상기 현재 블록의 스캔 순서, 상기 변환 계수 크기의 임계 값, 및 상기 변환 계수의 위치 중 적어도 하나에 의하여 결정되고,
    상기 소정의 변환 계수의 개수는 3 이상인 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
  20. 비디오 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체로서,
    상기 비디오 부호화 방법은,
    현재 블록의 변환 계수들을 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 변환 계수들 중 소정의 변환 계수들의 크기에 대한 변환 계수 크기 정보를 부호화하는 단계;
    상기 소정의 변환 계수들의 부호에 대한 부호 비트 숨김이 수행되는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 소정의 변환 계수들의 부호 비트 정보가 생략되는지 여부를 나타내는 부호 비트 숨김 플래그를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체.
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