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KR100644620B1 - 포스트 필터링을 적용한 동영상 디코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

포스트 필터링을 적용한 동영상 디코딩 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR100644620B1
KR100644620B1 KR1020040059740A KR20040059740A KR100644620B1 KR 100644620 B1 KR100644620 B1 KR 100644620B1 KR 1020040059740 A KR1020040059740 A KR 1020040059740A KR 20040059740 A KR20040059740 A KR 20040059740A KR 100644620 B1 KR100644620 B1 KR 100644620B1
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Abstract

포스트 필터링을 적용한 동영상 디코딩 방법 및 그 장치가 개시된다. 본발명에 따른 디코딩 방법은 어느 한 블록 및 그 이웃 블록들의 코딩 정보를 저장하는 과정, 상기 저장된 정보를 바탕으로 어느 한 블록의 움직임벡터를 예측하는 것과 함께 블록간의 경계를 필터링하는 필터링계수를 산출하는 과정 및 상기 산출된 필터링계수를 바탕으로 상기 어느 한 블록과 그 이웃 블록들 사이의 경계를 필터링하는 과정을 포함한다. 본발명에 따르면 메모리 갯수가 감소되고 라우팅 리소스에 미치는 영향이 감소된다.

Description

포스트 필터링을 적용한 동영상 디코딩 방법 및 그 장치{Method and apparatus for decoding moving picture which post filtering is applied}
도1은 일반적으로 BS를 구하기 위해 필요한 내부 메모리 사이즈의 일실시예이다.
도2는 본발명의 일실시예에 따른 디코딩 장치의 블록도이다.
도3a는 도2의 메모리정보 처리부가 현재 블록의 움직임벡터를 예측하고 BS를 산출하기 위하여 이용하는 블록들이다.
도3b는 도3a의 블록들에 관한 코딩정보이다.
도4는 본발명의 일실시예에 따른 디코딩 방법의 흐름도이다.
본발명은 동영상 디코딩 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포스트 필터링을 적용한 동영상 디코딩 방법 및 그 장치가 개시되어 있다.
일반적으로, H.264는 이전 방식에 비해 현저히 큰 압축률을 제공하는 새로운 비디오 압축 표준이다. H.264는 MPEG-4 AVC 라고도 불린다. 디지털 TV, PDA, 웹 패드, 핸드폰 등은 H.264의 디코더로서 H.264에 따라 압축된 동영상을 재생한다.
H.264에서 디코더는 움직임벡터 예측(Motion Vector Prediction)부, 필터링부를 포함한다.
움직임벡터 예측부는 현재 블록의 움직임벡터를 예측한다. 필터링부는 현재 블록의 경계를 필터링하여 현재 블록과 그 이웃하는 블록들 사이의 뚜렷한 경계를 완화한다. H.264에서 이러한 필터링은 디블록킹(deblocking) 필터링이라 불린다.
필터링부는 BS를 산출한다. BS는 디블록킹 필터링에 사용되는 필터링계수로서 현재 블록의 특성에 적합한 필터링 과정을 결정한다. 필터링부는 매크로블록(Macro Block)의 코딩 형식, 양자화 파라미터(Quantization Parameter), 이웃하는 매크로블록에 관한 정보 등을 이용하여 BS를 산출한다. 필터링부는 산출된 BS에 따라 현재 블록의 경계를 필터링한다.
이때, 필터링부가 BS를 산출하는데 이용하는 정보들은 움직임벡터 예측부가 움직임벡터를 예측하는데 이용하는 정보들과 동일하다(단, nonzero_coef_flag 제외).
종래의 제1 디코딩 방법에 의하면, 움직임벡터 예측부와 필터링부는 각각 별도의 메모리를 갖는다. 움직임벡터 예측부는 움직임벡터 예측부의 메모리에 저장된 정보를 이용하여 움직임벡터를 예측하고, 필터링부는 필터링부의 메모리에 저장된 정보를 이용하여 BS를 산출한다. 그러나, 필터링부의 메모리에 저장된 정보와 움직임벡터 예측부의 메모리에 저장된 정보는 동일하다.
도1은 일반적으로 BS를 구하기 위해 필요한 내부 메모리 사이즈의 일실시예이다. 도1을 참조하면, 프레임/필드에서 CIF(Common Intermediate Format)가 5,588 비트를 저장할 수 있는 메모리를 요구할 때, SD(Standard Definition)는 11,430비트, HD(High Density)는 30,480비트를 저장할 수 있는 메모리를 요구한다. MBAFF(MacroBlock-Adaptive Frame-Field coding) 방식에서는 각각 두배를 저장할 수 있는 메모리를 요구한다. MBAFF 방식은 상부블록과 하부블록이 결합된 한쌍을 단위로 하여 정보를 처리하는 방식이다.
종래의 제1 디코딩 방법에 의하면, 필터링부의 메모리에 저장된 정보와 움직임벡터 예측부의 메모리에 저장된 정보가 동일함에도 불구하고, 도1과 같은 사이즈의 메모리가 하나 더 사용된다. 다시 말하면, 도1과 같은 큰 사이즈의 데이터가 움직임벡터 예측부의 메모리 및 필터링부의 메모리에 중복저장된다.
종래의 제2 디코딩 방법에 의하면, 필터링부의 메모리가 제거된다. 대신, 움직임벡터 예측부는 자신의 메모리에 저장된 정보를 필터링부로 전송한다. 움직임벡터 예측부는 현재 블록의 BS를 산출하는데 필요한 정보를 필터링부로 전송한다. 필터링부는 수신한 정보를 이용하여 BS를 산출하고 필터링한다.
그러나, 종래의 제2 디코딩 방법에서 움직임벡터 예측부가 필터링부로 전송하는 데이터의 크기는 최대 1,930비트이다. 이러한 데이터 크기는 하드웨어에서 큰 라우팅 리소스(routing resource)를 소비한다. 또한, 매크로블록 파이프라인 구조를 감안한다면 각 단계별로 전송되는 데이터를 저장하기 위한 레지스터가 필요하다.
이와 같이, 종래의 제1 디코딩 방법에 의하면 동일한 데이터가 두개의 메모리에 중복저장된다는 문제점이 있고, 종래의 제2 디코딩 방법에 의하면 큰 라우팅 리소스가 소비되고 레지스터가 요구된다는 문제점이 있다.
본발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동영상 디코딩 방법에 있어서 움직임벡터 예측에 사용된 정보로부터 필터링 계수를 산출함으로써 메모리의 갯수, 전송 데이터의 크기를 감소시키는 디코딩 방법을 제공하는 데 있다.
본발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동영상 디코딩 장치에 있어서 움직임벡터 예측부와 BS 산출부가 메모리를 공유함으로써 메모리의 갯수, 전송 데이터의 크기를 감소시키는 디코딩 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본발명의 일실시예에 따른 디코딩 방법은, 어느 한 블록 및 그 이웃 블록들의 코딩 정보를 저장하는 과정, 상기 저장된 정보를 바탕으로, 어느 한 블록의 움직임벡터를 예측하는 것과 함께 블록간의 경계를 필터링하는 필터링계수를 산출하는 과정 및 상기 산출된 필터링계수를 바탕으로 상기 어느 한 블록과 그 이웃 블록들 사이의 경계를 필터링하는 과정을 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본발명의 일실시예에 따른 디코딩 장치는, 어느 한 블록 및 그 이웃 블록들의 코딩 정보를 저장하는 메모리, 상기 메모리에 저장된 정보를 바탕으로 어느 한 블록의 움직임벡터를 예측하는 것과 함께 블록간의 경계를 필터링하는 필터링계수를 산출하는 메모리정보 처리부, 상기 메모리정보 처리부에서 산출된 필터링계수를 바탕으로 상기 어느 한 블록과 그 이웃 블록들 사이의 경계를 필터링하는 필터링부를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도2는 본발명의 일실시예에 따른 디코딩 장치의 블록도이다. 도2를 참조하면, 도2의 디코딩 장치는 엔트로피 디코딩부(210), 메모리(220), 메모리정보 처리부(230), 움직임 보상부(240), 인트라 예측부(250) 및 필터링부(260)를 포함한다.
엔트로피 디코딩부(210)는 엔트로피 코딩된 블록을 엔트로피 디코딩한다. 엔트로피 코딩은 영상을 구성하는 블록들의 중복성(redundancy)을 바탕으로 한 압축방법이다.
메모리(220)는 움직임벡터 예측 및 BS 산출에 필요한 정보를 저장한다. 메모리(220)가 저장하는 정보는 영상을 구성하는 블록들의 코딩 정보이다. BS는 H.264에서 디블록킹 필터링에 사용되는 필터링계수이다. 디블록킹 필터링은 H.264에서 블록과 블록 사이의 경계가 뚜렷한 것을 완화하는 필터링이다.
도3a는 도2의 메모리정보 처리부가 현재 블록의 움직임벡터를 예측하고 BS를 산출하기 위하여 이용하는 블록들이다. 도3a를 참조하면 메모리정보 처리부(230)는 현재 블록(310), 현재 블록의 좌측에 접한 블록(320), 현재 블록의 상단에 접한 블록(330)을 이용하여 현재 블록의 움직임벡터를 예측하고 BS를 산출한다.
현재 블록(310)의 코딩 정보는 CurrMbAddr, 좌측에 접한 블록(320)의 코딩 정보는 MbAddrA, 상단에 접한 블록(330)의 코딩 정보는 MbAddrB로 통칭한다.
도3b는 도3a의 블록들에 관한 코딩정보이다. 도3b를 참조하면, MBAFF 방식에서 MbAddrA는 MbAddrA(Top)(340) 및 MbAddrA(Bottom)(350)로 구분되고, MbAddrB는 MbAddrB(Top)(360) 및 MbAddrB(Bottom)(370)로 구분된다.
도3b는 MbAddrA(Top)(340), MbAddrA(Bottom)(350), MbAddrB(Top)(360), MbAddrB(Bottom) (370) 및 CurrMbAddr (380)의 구체적 내용을 보여준다. MbAddrA, MbAddrB 및 CurrMbAddr는 다른 블록들의 코딩 정보와 함께 메모리(220)에 저장되어 있다.
MbAddrA(Top)(340), MbAddrA(Bottom)(350), MbAddrB(Top)(360) 및 MbAddrB(Bottom)(370)의 크기는 각각 254비트이다. CurrMbAddr(380)의 크기는 914비트이다. 따라서 현재 블록의 움직임벡터를 예측하고 BS를 산출하기 위하여 필요한 정보는 1930비트이다.
다시 도2를 참조하면, 메모리정보 처리부(230)는 움직임벡터 예측(Motion Vector Prediction)부(230-1) 및 BS 산출(BS derivation)부(230-2)를 포함한다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 블록이 프레임간 예측(Inter Prdiction)된 블록이면, 움직임벡터 예측부(230-1)는 메모리(220)에 저장된 정보를 이용하여 현재 블록의 움직임벡터를 예측한다. 그리고, 움직임벡터를 예측하는데 이용한 정보를 BS 산출부(230-2)로 전송한다. BS 산출부(230-2)는 수신한 정보를 이용하여 BS를 산출한다.
결국, 움직임벡터 예측부(230-1)가 움직임벡터를 예측하는데 이용하는 정보는 메모리(220)에 저장되어 있던 MbAddrA, MbAddrB 및 CurrMbAddr이고, BS 산출부(230-2)가 BS를 산출하는데 이용하는 정보도 메모리(220)에 저장되어 있던 MbAddrA, MbAddrB 및 CurrMbAddr이다. 즉, 움직임벡터 예측부(230-1)와 BS 산출부 (230-2)는 메모리(220)를 공유한다.
BS 산출부(230-2)는 BS 산출에 필요한 정보를 움직임벡터 예측부(230-1)를 경유하지 않고 메모리(220)로부터 직접 수신할 수도 있다.
움직임벡터 예측부(230-1)와 BS 산출부(230-2)는 하나의 구성단위인 메모리정보 처리부(230)를 형성한다. 메모리정보 처리부(230)는 종래의 디코딩 장치에 있어서 움직임벡터 예측부에 대응하는 개념이다.
다시 말하면, 메모리 정보 처리부(230)는 종래의 움직임벡터 예측부가 자신의 메모리에 저장된 정보를 바탕으로 하여 움직임 벡터의 예측과 함께 BS의 유도까지 한다는 개념이다. 따라서, 움직임벡터 예측부(230-1)와 BS 산출부(230-2) 사이의 데이터 전송이 라우팅 리소스에 미치는 영향은 무시할 수 있다.
움직임 보상(Motion Compensation)부(240)는 현재 블록을 메모리정보 처리부(230)에서 예측된 움직임벡터가 가리키는 블록으로 대체한다. 움직임 보상부(240)는 대체된 블록을 바탕으로 하여 움직임이 보상된 영상을 형성한다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 블록이 프레임내 예측(Intra Prdiction)된 블록이면 인트라 예측(Intra Prediction)부(250)가 현재 블록의 영상을 형성한다.
필터링부(260)는 움직임 보상부(240)에서 형성된 블록 영상 및 인트라 예측부(250)에서 형성된 블록 영상을 필터링한다. 여기서 필터링은 디블록킹 필터링이다. 필터링부(260)는 별도로 BS를 산출하지 않는다. 따라서 필터링부(260)는 별도의 메모리를 구비할 필요가 없다. 또한, BS 산출에 필요한 정보를 수신할 필요도 없다.
필터링부(260)는 메모리정보 처리부(230)로부터 수신한 BS를 바탕으로 하여 필터링한다. 필터링부(260)는 메모리정보 처리부(230)로부터 BS 산출에 필요한 정보를 수신하는 것이 아니라 산출된 BS만을 수신한다. 메모리정보 처리부(230)가 필터링부(260)로 전송하는 BS의 크기는 3비트에 불과하다. 따라서, 라우팅 리소스에 미치는 영향은 미미하다.
도4는 본발명의 일실시예에 따른 디코딩방법의 흐름도이다.
도4를 참조하면, 메모리(220)는 움직임벡터 예측 및 BS 산출에 필요한 정보를 저장한다(S405). 메모리(220)가 저장하는 정보는 영상을 구성하는 블록들의 코딩 정보이다.
메모리정보 처리부(230)는 메모리(220)에 저장된 정보를 이용하여 현재 블록의 움직임벡터를 예측하고 BS를 산출한다(S410). 움직임벡터 예측부(230-1)와 BS 산출부(230-2)는 메모리(220)를 공유한다. 따라서, 움직임벡터를 예측하는 데 사용되는 정보들과 BS를 산출하는데 사용되는 정보들은 하나의 메모리(220)에 저장된 정보들이다.
움직임 보상(Motion Compensation)부(240)는 현재 블록을 예측된 움직임벡터가 가리키는 블록으로 대체한다(S420). 움직임 보상부(240)는 대체된 블록을 바탕으로 하여 움직임이 보상된 영상을 형성한다.
필터링부(260)는 움직임 보상부(240)에서 형성된 블록 영상 및 인트라 예측부(250)에서 형성된 블록 영상을 디블록킹 필터링한다(S430). 필터링부(260)는 별 도로 BS를 산출하지 않고, 메모리정보 처리부(230)로부터 수신한 BS를 바탕으로 하여 필터링한다.
지금까지 설명한 내용은 압축표준이 H.264인 경우에 대한 것이다. 본발명은 압축표준이 H.264인 경우뿐만 아니라 다른 압축표준에 따른 동영상을 디코딩하는 경우에도 실시될 수 있다.
이때, H.264에서의 BS는 다른 압축표준에서 상응하는 필터링 계수로 대체되고, BS 산출부(230-2)는 필터링계수 산출부로 대체된다. 또한, H.264에서의 디블록킹 필터링은 다른 압축표준에서 상응하는 포스트 필터링으로 대체된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본발명에 따르면, 필터링 과정에서 행하던 BS 산출을 움직임벡터 예측과 함께 행함으로써 움직임벡터 예측부와 BS 산출부가 메모리를 공유할 수 있다.
다시 말하면, 종래의 제1 디코딩 방법에 의하면 움직임벡터 예측부의 메모리와 필터링부의 메모리가 모두 요구되었으나, 본발명에 따르면 메모리정보 처리부의 메모리만 요구된다. 따라서, 메모리의 갯수가 감소된다.
또한 본발명에 따르면, 움직임벡터 예측과 함께 BS를 산출함으로써 메모리정보 처리부는 필터링부로 필터링계수만을 전송한다.
다시 말하면, 종래 제2 디코딩방법의 움직임벡터 예측부는 현재 블록의 BS를 산출하기 위해 요구되는 1930비트를 필터링부로 전송했으나, 본발명에 따르면 메모리정보 처리부는 BS에 해당하는 3비트만을 필터링부로 전송한다. 따라서, 라우팅 리소스에 미치는 영향이 크게 감소된다.

Claims (5)

  1. 동영상 디코딩 방법에 있어서,
    a)어느 한 블록 및 그 이웃 블록들의 코딩 정보를 저장하는 과정;
    b)상기 저장된 정보를 바탕으로, 어느 한 블록의 움직임벡터를 예측하는 것과 함께 블록간의 경계를 필터링하는 필터링계수를 산출하는 과정;및
    c)상기 산출된 필터링계수를 바탕으로 상기 어느 한 블록과 그 이웃 블록들 사이의 경계를 필터링하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이웃 블록들은
    상기 어느 한 블록의 좌측에 접한 블록 및 상단에 접한 블록인 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터링계수는 압축표준 H.264에 있어서의 BS(Boundary Strength)이고, 상기 필터링은 압축표준 H.264에 있어서의 디블록킹 필터링(deblocking filtering)인 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
  4. 동영상 디코딩 장치에 있어서,
    어느 한 블록 및 그 이웃 블록들의 코딩 정보를 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 저장된 정보를 바탕으로, 어느 한 블록의 움직임벡터를 예측하는 것과 함께 블록간의 경계를 필터링하는 필터링계수를 산출하는 메모리정보 처리부;및
    상기 메모리정보 처리부에서 산출된 필터링계수를 바탕으로 상기 어느 한 블록과 그 이웃 블록들 사이의 경계를 필터링하는 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 메모리정보 처리부는
    상기 메모리에 저장된 정보를 바탕으로 어느 한 블록의 움직임벡터를 예측하는 움직임벡터 예측부;및
    상기 움직임벡터 예측부로부터 상기 메모리에 저장된 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 바탕으로 상기 필터링계수를 산출하는 필터링계수 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
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