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KR101362757B1 - 인터 컬러 보상을 이용한 영상의 부호화 방법 및 장치,복호화 방법 및 장치 - Google Patents

인터 컬러 보상을 이용한 영상의 부호화 방법 및 장치,복호화 방법 및 장치 Download PDF

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KR101362757B1
KR101362757B1 KR20070056759A KR20070056759A KR101362757B1 KR 101362757 B1 KR101362757 B1 KR 101362757B1 KR 20070056759 A KR20070056759 A KR 20070056759A KR 20070056759 A KR20070056759 A KR 20070056759A KR 101362757 B1 KR101362757 B1 KR 101362757B1
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송병철
김낙훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 어느 하나의 색 성분 영상으로부터 다른 색 성분 영상을 예측하는 인터 컬러 보상 알고리즘을 이용하여 구한 잔여 영상에 대해 현재 블록의 주변의 복원된 화소들의 잔여 화소값을 이용하여 잔여 영상을 예측하고 잔여 영상과 그 예측값의 차이만을 부호화함으로써 잔여 영상의 상관성을 제거하는 영상 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소를 이용하여 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소를 예측하고, 예측된 주변 화소과 복원된 주변 화소의 차이인 잔여 주변 화소를 이용하여 현재 블록의 잔여 블록을 예측함으로써 잔여 블록에 계속 남아있는 상관성을 제거하는 것을 특징으로 한다.

Description

인터 컬러 보상을 이용한 영상의 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for image encoding and decoding using inter color compensation}
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인터 컬러 예측 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따라서 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 현재 부호화되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 인터 컬러 보상 알고리즘을 설명하기 위한 참조도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따라서 현재 블록의 잔여 주변 화소들을 이용하여 제 1 잔여 블록을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 인터 컬러 예측 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 어느 하나의 색 성분 영상으로부터 다른 색 성분 영상을 예측하는 인터 컬러 보상(inter color compensation) 알고리즘을 이용하여 구한 잔여 영상(residual image)에 대해 현재 블록의 주변의 잔여 화소값을 이용하여 잔여 영상을 예측하고 잔여 영상과 그 예측값의 차이만을 부호화함으로써 잔여 영상의 상관성을 제거하는 영상 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 영상을 취득할 때 최초 영상은 RGB 컬러 포맷 형태로 취득된다. RGB 컬러 포맷 영상을 부호화할 때에는 일반적으로 YUV(혹은 YCbCr) 등의 컬러 포맷으로 변환한다. 이 때 Y는 흑백 영상으로 휘도 성분을 갖고 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)는 색 성분을 갖는다. RGB 영상에서는 정보가 R, G 및 B에 골고루 분포되어 있으나, YUV(혹은 YCbCr) 영상에서는 정보가 Y 성분에 몰리게 되고 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)에는 정보의 양이 줄어든다. 따라서 압축을 할 경우 압축 효율이 높아진다는 장점이 있다. 압축 효율을 추가적으로 개선하기 위하여, 일반적으로 YUV(혹은 YCbCr) 영상의 색도성분 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)을 1/4 크기로 샘플링(sampling)하여 구성한 YUV(혹은 YCbCr) 4:2:0 영상을 사용한다.
그러나, YUV(혹은 YCbCr) 4:2:0 영상에서 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)을 1/4 크기로 샘플링하는 것은 색상 왜곡이 발생하여 고화질의 응용에는 적합하지 않다. 따라서 U(혹은 Cb) 및 V(혹은 Cr)의 샘플링 과정이 없는 YUV(혹은 YCbCr) 4:4:4 영상을 효과적으로 부호화하는 방법이 필요하다. 최근에는 RGB 영상을 YUV(혹은 YCbCr)로 변환할 때 발생하는 색상 왜곡을 제거하기 위하여 RGB 4:4:4 영상을 직접 부호화하는 레지듀얼 색 변환(Residual Color Transform:RCT)이라는 기술이 제안된 바 있다.
YUV(혹은 YCbCr) 4:4:4 및 RGB 4:4:4 영상과 같이 색 성분 간에 같은 해상도를 갖는 영상을 바로 부호화할 경우 종래의 부호화 방법을 적용하면 부호화 효율이 떨어진다. 따라서 YUV(혹은 YCbCr) 4:4:4 영상을 부호화하거나 RGB 입력 영상을 YUV(혹은 YCbCr)로 변환하지 않고 그대로 RGB 도메인에서 부호화할 때, 영상의 통계적 특성에 맞추어 예측을 수행하여 고화질을 유지하면서도 부호화 효율을 높일 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 이용하여 어느 하나의 색 성분 영상으로부터 다른 색 성분 영상을 예측하여 다른 색 성분 영상의 예측 영상을 생성하고, 다른 색 성분 영상의 원 영상과 예측 영상의 차이인 레지듀얼 영상에 계속 남아있는 상관성(correlation)을 추가로 제거함으로써 부호화 효율을 향상시키는 영상의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 영상 부호화 방 법은 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 이상의 색 성분 영상들 중 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 부호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 제 2 색 성분 영상의 예측 블록과 원 입력 블록의 차이를 계산하여 제 1 잔여 블록을 생성하는 단계; 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 단계; 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 원 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 제 1 잔여 블록의 예측값인 예측 잔여 블록을 생성하는 단계; 및 상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록의 차이를 계산하여 제 2 잔여 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 이상의 색 성분 영상들 중 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 부호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부; 상기 제 2 색 성분 영상의 예측 블록과 원 입력 블록의 차이를 계산하여 제 1 잔여 블록을 생성하는 제 1 잔여 블록 생성부; 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 주변 화소 예측부; 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 원 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 제 1 잔여 블록의 예측값인 예측 잔여 블록을 생성하는 예측 잔여 블록 생성부; 및 상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록의 차이 를 계산하여 제 2 잔여 블록을 생성하는 제 2 잔여 블록 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 수신된 비트스트림에 구비된 적어도 두 가지 이상의 부호화된 색 성분 영상들 중 제 1 색 성분 영상을 복호화하는 단계; 상기 이전에 복호화된 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 복호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 단계; 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 이전에 복원된 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 현재 블록과 예측 블록의 차이인 제 1 잔여 블록의 예측값에 해당하는 예측 잔여 블록을 생성하는 단계; 상기 비트스트림에 구비된 상기 제 1 잔여 블록과 예측 잔여 블록 사이의 차이값인 제 2 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록을 더하여 상기 제 1 잔여 블록을 생성하는 단계; 및 상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 블록을 더하여 상기 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 장치는 수신된 비트스트림에 구비된 적어도 두 가지 이상의 부호화된 색 성분 영상들 중 이전에 복호화된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 복호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부; 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 주변 화소 예측부; 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 이전에 복원된 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 현재 블록과 예측 블록의 차이인 제 1 잔여 블록의 예측값에 해당하는 예측 잔여 블록을 생성하는 예측 잔여 블록 생성부; 상기 비트스트림에 구비된 상기 제 1 잔여 블록과 예측 잔여 블록 사이의 차이값인 제 2 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록을 더하여 상기 제 1 잔여 블록을 생성하는 잔여 블록 복원부; 및 상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 블록을 더하여 상기 현재 블록을 복호화하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
일반적으로 입력 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상 사이에는 일정한 상관 관계가 존재한다. 본 발명은 입력 영상을 구성하는 복수 개의 색 성분 영상들 중 소정의 제 1 색 성분 영상은 일반적인 영상 부호화 방식, 예를 들어 H.264 규격에 따라서 예측 부호화를 수행한 다음, 인터 컬러 보상(inter color compensation)을 적용하여 복원된 제 1 색 성분 영상으로부터 다른 나머지 색 성분 영상의 예측 영상을 생성한다. 여기서, 인터 컬러 보상이란 색 성분 영상들 사이의 상관 관계를 이용하여 어느 하나의 색 성분 영상으로부터 대응되는 나머지 색 성분 영상을 예측하는 것을 말한다. 예를 들어, 입력 영상이 RGB의 세 가지 색 성분을 포함하고 있다면, 먼저 G 색 성분 영상을 예측 부호화하고, 인터 컬러 보상을 이용하여 복원된 G 색 성분 영상으로부터 나머지 R 색 성분 영상 또는 B 색 성분 영상을 예측하는 것을 말한다.
본 발명은 이러한 인터 컬러 보상을 통해 생성된 나머지 색 성분 영상의 예측 영상과 원 영상의 차이인 레지듀얼 영상에 대하여 나머지 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소와 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소를 이용하여 나머지 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소를 예측하고, 예측된 현재 블록의 주변 화소와 복원된 주변 화소와의 차이인 잔여 화소를 이용하여 다시 현재 블록의 레지듀얼 블록을 예측함으로써 레지듀얼 블록에 구비된 상관성을 추가로 제거하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(100)는 움직임 추정부(102), 움직임 보상부(104), 인트라 예측부(106), 감산부(107), 변환부(108), 양자화부(109), 재정렬부(110), 엔트로피 코딩부(111), 역양자화부(112), 역변환부(113), 인터 컬러 예측부(114), 가산부(115), 필터(116), 프레임 메모리(117) 및 제어부(118)를 구비한다.
입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상들 중 선택된 제 1 색 성분 영상은 일반적인 영상 부호화 방법에 따라서 부호화된다. 먼저, 입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상들 중 제 1 색 성분 영상을 부호화하는 과정에 대하여 설명한다.
움직임 추정부(102)는 입력 영상에 구비된 복수 개의 색 성분 영상들 중 선택된 제 1 색 성분 영상의 소정 크기의 화소 블록에 대한 움직임 예측을 수행하여 움직임 벡터를 생성하고, 생성된 움직임 벡터를 움직임 보상부(104)에 전달한다. 움직임 보상부(104)는 움직임 벡터가 가리키는 참조 프레임의 대응 블록을 획득하여 제 1 색 성분 영상의 부호화되는 블록에 대한 예측 블록을 생성한다.
인트라 예측부(106)는 현재 블록의 예측 블록을 현재 프레임으로부터 예측하는 인트라 예측을 수행한다. 구체적으로, 인트라 예측부(106)는 제 1 색 성분 영상을 소정 크기의 화소 블록으로 분할한다. 그리고, 인트라 예측부(106)는 분할된 제 1 색 성분 화소 블록에 대해서 그 크기에 따라 이용가능한 인트라 예측 모드, 예를 들어 인트라 16×16 예측 모드, 인트라 4×4 예측 모드, 인트라 8×8 예측 모드에 따라서 인트라 예측을 수행한다.
감산부(107)는 입력된 제 1 색 성분 영상의 입력 블록으로부터 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 생성된 예측 블록을 빼서 레지듀얼 블록을 생성한다. 생성된 레지듀얼 블록은 변환부(108)에 의하여 주파수 영역으로 변환되고, 양자화부(109)에서 양자화된다. 양자화된 변환 계수들은 재정렬부(110)에서 재정렬된 다음, 엔트로피 코딩부(114)에 의하여 부호화되어 비트스트림 형태로 출력된다.
변환 및 양자화된 레지듀얼 블록은 역양자화부(112)와 역변환부(113)를 통해 다시 역양자화 및 역변환된다. 가산부(115)는 역양자화 및 역변환된 레지듀얼 블록과 예측 블록을 더하여 제 1 색 성분 영상의 화소 블록을 복원한다. 이렇게 복원된 제 1 색 성분 영상은 디블록킹 필터링을 수행하는 필터(116)를 거친 후, 프레임 메모리(117)에 저장되었다가 다음 프레임에 대한 인터 예측을 수행하는데 사용된다. 또한, 복원된 제 1 색 성분 영상은 다음 화소 블록의 인트라 예측을 위하여 인트라 예측부(106)로 입력되어 참조값으로 이용된다. 또한, 복원된 제 1 색 성분영상은 나머지 색 성분 영상의 예측을 위하여 인터 컬러 예측부(114)로 입력된다.
도 2는 본 발명에 따른 인터 컬러 예측 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2의 인터 컬러 예측 장치(200)은 도 1의 인터 컬러 예측부(114)에 해당된다.
도 2를 참조하면 인터 컬러 예측 장치(200)는 예측 블록 생성부(210), 제 1 잔여블록 생성부(220), 주변 화소 예측부(230), 예측 잔여 블록 생성부(240) 및 제 2 잔여 블록 생성부(250)를 포함한다.
예측 블록 생성부(210)는 인터 컬러 보상 알고리즘을 이용하여 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 화소값들을 이용하여 입력 영상에 구비된 나머지 제 2 색 성분 영상의 부호화되는 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다.
도 3은 본 발명에 따라서 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 현재 부호화되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 인터 컬러 보상 알고리즘을 설명하기 위한 참조도이다. 도 4a 및 도 4b에서 굵은 실선 안의 정사각형 블록은 각각 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 제 2 색 성분 영상의 현재 블록을 나타내며, 주변의 음영으로 표시된 영역은 그 주변 화소들을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 입력 영상이 적어도 두 가지 이상의 색 성분 영상들로 구성되어 있을 때, 선택된 제 1 색 성분 영상을 먼저 부호화하여 복원하고, 나머지 색 성분 영상은 복원된 제 1 색 성분 영상과의 상관 관계를 이용하여 예측될 수 있 다.
도 3을 참조하면, 제 2 색 성분 영상의 현재 픽처(620)의 부호화되는 현재 블록(621)은 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 픽처(610)에서 현재 블록과 동일한 위치에 존재하는 참조 블록(611)의 복원된 화소값을 이용하여 예측될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록 내의 (i,j)(i=0,1,...,15, j=0,1,...,15) 위치의 복원된 화소값을 X'(i,j), 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 내의 (i,j) 위치의 화소값을 Y(i,j)라고 하면, 예측 블록 생성부(210)는 다음의 수학식 1과 같이 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록 내의 화소들을 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수 f에 대입하여 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 내의 화소값의 예측값인 YE(i,j)를 계산한다.
Figure 112007042173828-pat00001
예측 블록 생성부(210)는 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 함수로서, 다음의 수학식 2와 같이 선형 회귀(linear regression) 모델을 이용할 수 있다.
Figure 112007042173828-pat00002
수학식 2에서 a와 b는 선형 회귀 모델링을 이용해 얻은 보상 파라미터이다. 일 예로 a 및 b는 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 복원된 주변 화소값들을 이용하여 예측된 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소값들과 원 주변 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값으로 결정될 수 있다.
이와 같이, 예측 블록 생성부(210)는 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록 내의 화소들을 이용하여 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 내의 화소값들을 예측함으로써 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.
다시 도 2를 참조하면, 제 1 잔여 블록 생성부(220)는 예측 블록 생성부(210)에서 생성된 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 예측 블록과 원 입력 블록의 차이를 계산하여 제 1 잔여 블록을 생성한다.
제 2 색 성분 영상의 현재 블록 내의 (i,j) 위치의 화소값을 Y(i,j), 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 내의 화소값의 예측값을 YE(i,j)라고 하면, 제 1 잔여 블록 내의 (i,j) 위치에서의 잔여 화소값(C1(i,j))은 다음의 수학식 3과 같다.
Figure 112007042173828-pat00003
주변 화소 예측부(230)는 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측한다.
다시 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 주변 화소 예측부(230)는 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 전술한 수학식 1 또는 수학식 2의 함수에 대입하 여 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값을 생성한다. 일 예로, 수학식 3과 같은 선형 회귀 모델을 이용하는 경우, 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 주변의 (-1,0) 위치의 주변 화소의 예측값 Y'E(-1,0)은 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들 중 (-1,0) 위치의 주변 화소 X'(-1,0)을 이용하여 다음의 수학식 4를 통해 계산될 수 있다.
Figure 112007042173828-pat00004
수학식 4에서 주변 화소의 예측을 위한 보상 파라미터 a 및 b는 전술한 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 이용된 보상 파라미터와 동일한 파라미터를 적용하는 것이 바람직하다.
예측 잔여 블록 생성부(240)는 주변 화소 예측부(230)에서 예측된 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 복원된 주변 화소들 사이의 차이값인 잔여 주변 화소들을 생성한다. 예를 들어, 전술한 수학식 3과 유사하게 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 잔여 화소값(C1(i,j))은 다음의 수학식 5를 통해 계산된다.
Figure 112007042173828-pat00005
제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 잔여 화소값을 구하는 과정은 복원된 주변 화소들을 이용한다는 점을 제외하고는 제 1 잔여 블록 내의 잔여 화소값을 구하는 과정과 동일하다.
예측 잔여 블록 생성부(240)는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 잔여 주변 화소들이 계산되면, 이를 이용하여 제 1 잔여 블록을 예측한다.
이하 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 잔여 주변 화소들을 이용하여 제 1 잔여 블록을 예측하는 과정에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 예측된 제 1 잔여 블록을 예측 잔여 블록이라 정의한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따라서 현재 블록의 잔여 주변 화소들을 이용하여 제 1 잔여 블록을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 내지 도 5c에서는 현재 블록이 4x4 크기인 경우, 음영으로 표시된 잔여 주변 화소들을 이용하여 제 1 잔여 블록을 예측하는 과정을 도시하였다.
예측 잔여 블록 생성부(240)는 인트라 예측과 유사하게 현재 블록의 잔여 주변 화소들을 소정 방향으로 확장함으로써 현재 블록의 제 1 잔여 블록을 예측하거나, 예측 잔여 블록 내의 예측하고자 하는 예측 잔여 화소와 상기 잔여 주변 화소들 사이의 거리에 반비례하도록 상기 잔여 주변 화소들에 소정의 가중치를 할당하고 상기 잔여 주변 화소들과 할당된 가중치를 곱한 후 더하는 가중 예측을 통해서, 또는 잔여 주변 화소들의 평균값을 이용하여 현재 블록의 제 1 잔여 블록의 잔여 화소값을 예측한다.
도 5a를 참조하면, 수평 인트라 예측 모드를 적용하는 경우, 예측 잔여 블록 생성부(240)는 현재 블록(510)의 좌측에 위치한 잔여 주변 화소들(C1(-1,0),..., C1(-1,3)) 각각을 수평 방향으로 확장함으로써 현재 블록(510)의 예측 잔여 블록을 생성할 수 있다. 즉, 예측 잔여 블록 생성부(240)는 현재 블록(510)의 예측 잔여 블록의 각 행의 화소들이 그 좌측에 인접한 주변 화소가 갖는 잔여 화소값과 동일한 값을 갖도록 함으로써 예측 잔여 블록을 생성할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 수직 인트라 예측 모드를 적용하는 경우, 예측 잔여 블록 생성부(240)는 현재 블록(520)의 상측에 위치한 잔여 주변 화소들(C1(0,-1),..., C1(3,-1)) 각각을 수직 방향으로 확장함으로써 현재 블록(520)의 예측 잔여 블록을 생성할 수도 있다. 미도시되었으나 DC 인트라 예측 모드를 적용하는 경우, 예측 잔여 블록 생성부(240)는 현재 블록의 주변 화소들이 갖는 잔여 주변 화소값들의 평균값을 계산하고, 계산된 평균값을 현재 블록의 제 1 잔여 블록의 예측값으로 결정할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 가중 예측 모드를 적용하는 경우 예측 잔여 블록 생성부(240)는 현재 블록(530)의 예측하고자 하는 예측 잔여 화소의 위치와 주변 화소들 사이의 거리에 반비례하도록 잔여 주변 화소들에 소정의 가중치를 할당하고, 잔여 주변 화소들과 할당된 가중치를 곱한 후 더한 가중합을 예측 잔여 화소값으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 5c에서 도면 부호 532로 표시된 (3,3) 위치의 화소를 중심으로 그 수직 방향으로 인접한 잔여 주변 화소 C1(2,-1)에 할당된 가중치 를 W(b), 그 수평 방향으로 인접한 잔여 주변 화소 C1(-1,2)에 할당된 가중치를 W(a)라고 할 때, 상기 화소(532)에서의 예측 잔여 화소값(C1_Estimate_(3,3))은 다음의 수힉식 6과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112007042173828-pat00006
수학식 6에서 W(a)는 현재 화소의 위치를 기준으로 수평 방향으로 인접한 잔여 주변 잔여 화소까지의 수평 거리 a에 반비례하도록 설정될 수 있다. 예를 들어 W(a)=1/(a+1)이 될 수 있다. 유사하게 W(b)는 현재 화소의 위치를 기준으로 수직 방향으로 인접한 잔여 주변 잔여 화소까지의 수직 거리 b에 반비례하도록 설정될 수 있다. 예를 들어 W(b)=1/(b+1)
다시 도 2를 참조하면, 제 2 잔여 블록 생성부(250)는 제 1 잔여 블록 생성부(220)에서 생성된 제 1 잔여 블록의 화소값(C1(i,j))과 예측 잔여 블록 생성부(240)에서 생성된 제 1 잔여 블록의 예측값(C1 _ Estimate(i,j)) 사이의 차이를 계산하여 제 2 잔여 블록을 생성한다. 생성된 제 2 잔여 블록은 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 통해 비트스트림 형태로 출력된다.
도 6은 본 발명에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
단계 610에서, 입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 이상의 색 성분 영상들 중 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 부호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록에 인터 컬러 보상 알고리즘을 적용하여 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다. 예를 들어, R, G, B의 세 가지 색 성분 영상을 구비하는 입력 영상에 대해서 먼저 G 색 성분 영상을 일반적인 영상 부호화 방법에 따라서 부호화한 다음 복원하고, 복원된 G 색 성분 영상의 참조 블록에 인터 컬러 보상 알고리즘을 적용하여 나머지 R 색 또는 B 색 성분 영상의 부호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성한다. GBR 순서로 부호화를 수행하는 경우 G 색 성분 영상이 제 1 색 성분 영상이 되면, B 색 성분 영상 및 R 색 성분 영상이 제 2 색 성분 영상에 해당된다. 또한, R 색 성분 영상의 경우 G 색 성분 영상을 이용하여 예측 부호화된 B 색 성분 영상을 제 1 색 성분 영상으로 하고, R 색 성분 영상은 제 2 색 성분 영상에 해당되는 것으로 하여, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 따라 부호화를 수행할 수도 있다.
단계 620에서, 제 2 색 성분 영상의 예측 블록과 원 입력 블록의 차이를 계산하여 제 1 잔여 블록을 생성한다.
단계 630에서, 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측한다. 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측할 때는 상기 단계 610에서 현재 블록의 예측시에 이용된 인터 컬러 보상 파라미터와 동일한 보상 파라미터를 이용할 수 있다.
단계 640에서, 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 원 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 계산하고, 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 잔여 주변 화소들을 이용하여 제 1 잔여 블록의 예측값인 예측 잔여 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 예측 잔여 블록은 DC 인트라 예측 모드, 수직 인트라 예측 모드, 수평 인트라 예측 모드 및 가중 예측 모드 중 선택된 예측 모드에 따라서 생성될 수 있다.
단계 650에서, 제 2 색 성분 영상의 제 1 잔여 블록과 예측 잔여 블록의 차이를 계산하여 제 2 잔여 블록을 생성한다. 생성된 제 2 색 성분 영상의 제 2 잔여 블록은 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화 과정을 통해 비트스트림 형태로 출력된다.
한편, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 다양한 크기의 블록 단위, 예를 들어 16x16, 8x8, 4x4 크기의 블록 단위로 수행될 수 있다. 8x8, 4x4 크기의 서브 블록 단위로 예측 잔여 블록을 생성할 때, 매크로블록 내의 각 서브 블록의 예측 잔여 블록은 독립적으로 DC 인트라 예측 모드, 수직 인트라 예측 모드, 수평 인트라 예측 모드 및 가중 예측 모드 중 하나의 예측 모드를 통해 생성될 수 있다. 이 때 각 서브 블록의 예측 모드는 생성된 제 2 잔여 블록의 에너지가 최소가 되도록 하는 모드 중에서 결정된다.
또한, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 부호화할 블록마다 다른 크기의 예측 단위 모드가 선택될 수 있는 가변 모드와, 하나의 슬라이스 또는 하나의 프레임 내에서 고정된 크기의 블록 단위로 부호화를 수행하는 고정 모드 중 하나에 따라서 수행될 수 있다. 만약, 본 발명에 따른 각 블록의 예측 모드 정보를 전송하 는 경우 발생되는 비트량이 증가하고 예측 모드를 결정하는 데 많은 계산량이 필요할 수 있으므로 모든 프레임에서 4x4 크기의 고정 모드를 이용하여 영상을 부호화하고, 예측 잔여 블록시 이용되는 예측 모드는 하나의 매크로블록 내의 16개의 4x4 블록들이 모두 동일한 예측 모드를 갖도록 할 수도 있다. 이 경우, 각 매크로블록 별로만 예측 잔여 블록의 생성시 이용된 예측 모드 정보를 삽입하면 되므로 부가되는 데이터를 크게 늘리지 않고서도 복호화단에 영상 복호화를 위해 필요한 예측 모드 정보를 효율적으로 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 복호화 장치(700)는 엔트로피 디코더(710), 재정렬부(720), 역양자화부(730), 역변환부(740), 가산부(750), 인트라 예측부(760), 움직임 보상부(770), 인터 컬러 예측부(780) 및 필터(790)를 포함한다.
엔트로피 디코더(710) 및 재정렬부(720)는 압축된 비트스트림을 수신하여 엔트로피 복호화를 수행하여 양자화된 계수를 생성한다. 역양자화부(730) 및 역변환부(740)는 양자화된 계수에 대한 역양자화 및 역변환을 수행하여 각 색 성분 영상의 잔여 블록 정보, 움직임 벡터 정보 및 예측 모드 정보 등을 추출한다. 여기서, 예측 모드 정보에는 본 발명에 따라서 색 성분 영상 사이의 상관 관계를 이용하여 제 2 잔여 블록을 생성하여 부호화된 비트스트림인지 여부를 나타내는 소정의 신택스 정보가 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 따라 부호화된 비트스트림인 경우 상기 예측 모드 정보에는 나머지 색 성분 영상의 화소 블 록의 화소값을 예측하는 데 이용되는 예측자 정보, 예측 잔여 블록의 생성에 이용된 블록의 크기 정보 및 예측 방향 정보 등이 포함될 수 있다.
인트라 예측부(760)는 현재 화소 블록이 인트라 예측된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록인 경우 이전에 복호화된 제 1 색 성분 영상의 주변 화소 블록을 이용하여 예측 블록을 생성한다. 움직임 보상부(770)는 현재 화소 블록이 인터 예측된 제 1 색 성분 영상의 화소 블록인 경우 움직임 보상을 통해 예측 블록을 생성한다.
인트라 예측 또는 움직임 보상을 통해 생성된 제 1 색 성분 영상의 예측 블록은 비트스트림으로부터 추출된 제 1 색 성분 영상의 잔여 블록과 더하여지며, 이러한 과정을 통해 제 1 색 성분 영상이 복원된다.
인터 컬러 예측부(780)는 전술한 본 발명의 영상 부호화 방법에 따라 부호화된 비트스트림인 경우, 복호화된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 색 성분 화소 블록의 예측 화소 블록을 생성한다.
도 8은 본 발명에 따른 인터 컬러 예측 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 8의 인터 컬러 예측 장치(800)는 도 7의 인터 컬러 예측부(780)에 대응된다.
도 8을 참조하면, 인터 컬러 예측 장치(800)는 예측 블록 생성부(810), 주변 화소 예측부(830), 예측 잔여 블록 생성부(840), 잔여 블록 복원부(850), 가산부(820)를 포함한다.
예측 블록 생성부(810)는 이전에 복호화된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 복호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.
주변 화소 예측부(830)는 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측한다.
예측 잔여 블록 생성부(840)는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 이전에 복원된 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 계산하고, 계산된 잔여 주변 화소들을 이용하여 제 1 잔여 블록의 예측값에 해당하는 예측 잔여 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이 제 1 잔여 블록은 복호화되는 현재 블록과 예측 블록의 차이에 해당한다.
잔여 블록 복원부(850)는 비트스트림에 구비된 제 1 잔여 블록과 예측 잔여 블록 사이의 차이값인 제 2 잔여 블록 정보와 예측 잔여 블록을 더하여 제 1 잔여 블록을 생성한다.
가산부(820)는 제 1 잔여 블록과 예측 블록을 더하여 제 2 색 성분 영상의 현재 블록을 복호화한다.
도 9는 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9를 참조하면, 단계 910에서 수신된 비트스트림에 구비된 적어도 두 가지 이상의 부호화된 색 성분 영상들 중 먼저 제 1 색 성분 영상을 복호화한다.
단계 920에서, 이전에 복호화된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 복호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.
단계 930에서, 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측한다.
단계 940에서, 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 이 전에 복원된 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 계산하고, 계산된 잔여 주변 화소들을 이용하여 현재 블록과 예측 블록의 차이인 제 1 잔여 블록의 예측값에 해당하는 예측 잔여 블록을 생성한다.
단계 950에서, 비트스트림에 구비된 제 1 잔여 블록과 예측 잔여 블록 사이의 차이값인 제 2 잔여 블록과 예측 잔여 블록을 더하여 제 1 잔여 블록을 생성한다.
단계 960에서, 제 1 잔여 블록과 예측 블록을 더하여 제 2 색 성분 영상의 현재 블록을 복호화한다.
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, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 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 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 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 관 점에서 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.
전술한 본 발명에 따르면, 인터 컬러 보상을 통해 생성된 잔여 영상에 남아있는 상관성을 추가적으로 제거함으로써 영상의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (25)

  1. 영상 부호화 방법에 있어서,
    입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 이상의 색 성분 영상들 중 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 부호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 제 2 색 성분 영상의 예측 블록과 원 입력 블록의 차이를 계산하여 제 1 잔여 블록을 생성하는 단계;
    상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 단계;
    상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 원 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 제 1 잔여 블록의 예측값인 예측 잔여 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록의 차이를 계산하여 제 2 잔여 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수에 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 화소값들을 대입하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화 소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 크기를 i×j(i,j는 양의 정수), 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 복원된 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00007
    , 상기
    Figure 112013082428349-pat00008
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00009
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식; YE(i,j)=a*X’(i,j) + b 과 같은 선형 회귀(linear regression) 모델을 이용하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 복원된 주변 화소값들을 이용하여 예측된 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소값들과 원 주변 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 단계는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수와 동일한 함수를 이용하여, 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소값들을 상기 함수에 대입함으로써 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 단계는
    DC 인트라 예측 모드, 수직 인트라 예측 모드 및 수평 인트라 예측 모드 중 선택된 예측 모드에 따라서 상기 잔여 주변 화소들을 이용한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 단계는
    상기 예측 잔여 블록 내의 예측하고자 하는 예측 잔여 화소와 상기 잔여 주변 화소들 사이의 거리에 반비례하도록 상기 잔여 주변 화소들에 소정의 가중치를 할당하고, 상기 잔여 주변 화소들과 할당된 가중치를 곱한 후 더하는 가중 예측을 통해 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 단계는
    복수 개의 블록들로 구성된 소정의 영상 부호화 단위로 동일한 예측 모드를 적용하여 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 고정 예측 모드 및 부호화되는 각 블록 마다 서로 다른 예측 모드를 적용하여 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 가변 예측 모드 중 선택된 예측 모드에 따라서 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  9. 영상 부호화 장치에 있어서,
    입력 영상에 구비된 적어도 두 가지 이상의 색 성분 영상들 중 이전에 부호화된 후 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 부호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부;
    상기 제 2 색 성분 영상의 예측 블록과 원 입력 블록의 차이를 계산하여 제 1 잔여 블록을 생성하는 제 1 잔여 블록 생성부;
    상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 주변 화소 예측부;
    상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 원 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 제 1 잔여 블록의 예측값인 예측 잔여 블록을 생성하는 예측 잔여 블록 생성부; 및
    상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록의 차이를 계산하여 제 2 잔여 블록을 생성하는 제 2 잔여 블록 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 예측 블록 생성부는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수에 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 화소값들을 대입하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 예측 블록 생성부는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 크기를 i×j(i,j는 양의 정수), 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 복원된 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00011
    , 상기
    Figure 112013082428349-pat00012
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00013
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식; YE(i,j)=a*X’(i,j) + b 과 같은 선형 회귀(linear regression) 모델을 이용하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 a 및 b는
    상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 복원된 주변 화소값들을 이용하여 예측된 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소값들과 원 주변 화소값들 사이의 차이가 최소가 되도록 하는 값인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 주변 화소 예측부는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수와 동일한 함수를 이용하여, 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소값들을 상기 함수에 대입함으로써 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 예측 잔여 블록 생성부는
    DC 인트라 예측 모드, 수직 인트라 예측 모드 및 수평 인트라 예측 모드 중 선택된 예측 모드에 따라서 상기 잔여 주변 화소들을 이용한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  15. 제 9항에 있어서, 상기 예측 잔여 블록 생성부는
    상기 예측 잔여 블록 내의 예측하고자 하는 예측 잔여 화소와 상기 잔여 주변 화소들 사이의 거리에 반비례하도록 상기 잔여 주변 화소들에 소정의 가중치를 할당하고, 상기 잔여 주변 화소들과 할당된 가중치를 곱한 후 더하는 가중 예측을 통해 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  16. 영상 복호화 방법에 있어서,
    수신된 비트스트림에 구비된 적어도 두 가지 이상의 부호화된 색 성분 영상들 중 제 1 색 성분 영상을 복호화하는 단계;
    상기 이전에 복호화된 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 복호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 단계;
    상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 이전에 복원된 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 현재 블록과 예측 블록의 차이인 제 1 잔여 블록의 예측값에 해당하는 예측 잔여 블록을 생성하는 단계;
    상기 비트스트림에 구비된 상기 제 1 잔여 블록과 예측 잔여 블록 사이의 차이값인 제 2 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록을 더하여 상기 제 1 잔여 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 블록을 더하여 상기 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수에 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 화소값들을 대입하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화 소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 크기를 i×j(i,j는 양의 정수), 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 복원된 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00015
    , 상기
    Figure 112013082428349-pat00016
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00017
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식; YE(i,j)=a*X’(i,j) + b 과 같은 선형 회귀(linear regression) 모델을 이용하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 단계는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수와 동일한 함수를 이용하여, 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소값들을 상기 함수에 대입함으로써 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 단계는
    DC 인트라 예측 모드, 수직 인트라 예측 모드, 수평 인트라 예측 모드 및 가중 예측 모드 중 선택된 예측 모드에 따라서 상기 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  21. 영상 복호화 장치에 있어서,
    수신된 비트스트림에 구비된 적어도 두 가지 이상의 부호화된 색 성분 영상들 중 이전에 복호화된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록을 이용하여 나머지 제 2 색 성분 영상의 복호화되는 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부;
    상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소들을 이용하여 대응되는 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들을 예측하는 주변 화소 예측부;
    상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소들의 예측값과 이전에 복원된 주변 화소들 사이의 차이인 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 현재 블록과 예측 블록의 차이인 제 1 잔여 블록의 예측값에 해당하는 예측 잔여 블록을 생성하는 예측 잔여 블록 생성부;
    상기 비트스트림에 구비된 상기 제 1 잔여 블록과 예측 잔여 블록 사이의 차이값인 제 2 잔여 블록과 상기 예측 잔여 블록을 더하여 상기 제 1 잔여 블록을 생성하는 잔여 블록 복원부; 및
    상기 제 1 잔여 블록과 상기 예측 블록을 더하여 상기 현재 블록을 복호화하 는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 예측 블록 생성부는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수에 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 화소값들을 대입하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 예측 블록 생성부는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 크기를 i×j(i,j는 양의 정수), 상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 i번째 행, j번째 열에 위치한 복원된 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00019
    , 상기
    Figure 112013082428349-pat00020
    에 대응되는 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값을
    Figure 112013082428349-pat00021
    , a는 소정의 가중치, b는 소정의 오프셋 값이라 할 때, 다음의 수학식; YE(i,j)=a*X’(i,j) + b 과 같은 선형 회귀(linear regression) 모델을 이용하여 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  24. 제 21항에 있어서, 주변 화소 예측부는
    상기 복원된 제 1 색 성분 영상의 참조 블록과 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록 사이의 상관 관계를 나타내는 소정의 함수와 동일한 함수를 이용하여, 상기 제 1 색 성분 영상의 참조 블록의 주변 화소값들을 상기 함수에 대입함으로써 상기 제 2 색 성분 영상의 현재 블록의 주변 화소값들을 예측하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  25. 제 21항에 있어서, 상기 예측 잔여 블록 생성부는
    DC 인트라 예측 모드, 수직 인트라 예측 모드, 수평 인트라 예측 모드 및 가중 예측 모드 중 선택된 예측 모드에 따라서 상기 잔여 주변 화소들을 이용하여 상기 예측 잔여 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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