(57)【要約】  ビデオのピクチャを書いても１つの最大符号化単位に分割し、最大符号化単位ごとに、深度によって階層的に分割した深度別符号化単位を基にして、ピクチャを符号化して深度別符号化単位ごとに独立して符号化深度の符号化単位を決定し、ツリー構造による符号化単位を決定し、ツリー構造による符号化単位に基づいて符号化されたデータ、符号化深度及び符号化モードについての情報及び符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報を出力するツリー構造による符号化単位に基づいたビデオ符号化方法が開始される。
2013524716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化されたビデオに係わるビットストリームを受信してパージングする段階と、
前記ビットストリームから、前記ビデオのピクチャを復号化するためのデータ単位である符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報、並びに前記ピクチャのツリー構造の符号化単位に係わる符号化深度及び符号化モードについての情報を抽出する段階と、
前記符号化単位構造情報と、前記符号化深度及び符号化モードについての情報とに基づいて、前記ツリー構造の符号化単位を決定し、前記符号化単位を基にして、前記ピクチャを復号化する段階と、を含み、
前記符号化単位構造情報は、前記ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズについての情報、前記符号化単位の最小サイズ、及び前記可変深度についての情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするビデオ復号化方法。
【請求項２】
前記抽出段階は、前記符号化単位構造情報から、現在ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズについての情報と、符号化単位の最小サイズについての情報とを抽出し、
前記復号化段階は、前記符号化単位の最大サイズ及び前記最小サイズに基づいて、前記現在ツリー構造の符号化単位を決定する段階を含むことを請求項１に記載の特徴とするビデオ復号化方法。
【請求項３】
前記抽出段階は、前記符号化単位構造情報から、現在ツリー構造の符号化単位の最小サイズについての情報と、可変深度についての情報とを抽出し、
前記復号化段階は、前記符号化単位の最小サイズと前記可変深度とに基づいて、前記符号化単位の最大サイズを決定し、前記現在ツリー構造の符号化単位を決定する段階を含み、
前記可変深度は、現在符号化単位について許容される最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数及び深度の変化量のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のビデオ復号化方法。
【請求項４】
前記抽出段階は、前記符号化単位構造情報から、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズについての情報と、可変深度についての情報とを抽出し、
前記復号化段階は、前記符号化単位の最大サイズと前記可変深度とに基づいて、前記符号化単位の最小サイズを決定し、前記現在ツリー構造の符号化単位を決定する段階を含み、
前記可変深度は、現在符号化単位について許容される最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数及び深度の変化量のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のビデオ復号化方法。
【請求項５】
前記抽出段階は、
前記ビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ（sequence  parameter  set）及びＰＰＳ（picture  parameter  set）のうち少なくとも一つから、前記符号化単位構造情報を抽出する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のビデオ復号化方法。
【請求項６】
深度別符号化単位は、それぞれの深度による空間的分割回数位最大符号化単位が分割された領域であり、
前記符号化単位は、前記深度別符号化単位において、前記符号化深度によって前記最大符号化単位が分割された領域であり、
前記最大符号化単位の深度が最上位深度であり、前記深度別符号化単位の大きさは、１階層上位深度の深度別符号化単位の高さ及び幅が半分にされた大きさであり、
前記ピクチャは、深度によって最大符号化単位及び前記符号化単位で階層的に分割され、前記符号化単位は、それぞれの符号化深度によって独立して分割され、
前記最大符号化単位について少なくとも１つの符号化深度が決定され、前記最大符号化単位は、前記少なくとも１つの符号化深度によって少なくとも１つの符号化単位を含むことを特徴とする請求項１に記載のビデオ復号化方法。
【請求項７】
ビデオのピクチャを最大サイズの符号化単位である少なくとも１つの最大符号化単位に分割する段階と、
前記最大符号化単位ごとに、前記最大符号化単位を深度によって階層的に分割した深度別符号化単位を基にして、前記ピクチャを符号化し、前記深度別符号化単位ごとに独立して符号化深度の符号化単位を決定し、ツリー構造による符号化単位を決定する段階と、
前記ツリー構造による符号化単位に基づいて符号化されたデータ、前記符号化深度及び符号化モードについての情報、並びに符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報を出力する段階と、を含み、
前記符号化単位構造情報は、前記ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズについての情報、前記符号化単位の最小サイズ、及び前記可変深度についての情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするビデオ符号化方法。
【請求項８】
前記符号化単位構造情報は、現在ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズについての情報と、符号化単位の最小サイズについての情報とを含むことを特徴とする請求項７に記載のビデオ符号化方法。
【請求項９】
前記符号化単位構造情報は、現在ツリー構造の符号化単位の最小サイズについての情報と、可変深度についての情報とを含み、
前記可変深度は、現在符号化単位について許容される最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数及び深度の変化量のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項７に記載のビデオ符号化方法。
【請求項１０】
前記符号化単位構造情報は、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズについての情報と、可変深度についての情報とを含み、
前記可変深度は、現在符号化単位について許容される最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数及び深度の変化量のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項７に記載のビデオ符号化方法。
【請求項１１】
前記出力段階は、
ビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ及びＰＰＳのうち少なくとも一つに、前記符号化単位構造情報を挿入し、前記ビットストリームを伝送する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載のビデオ符号化方法。
【請求項１２】
ビデオデコーディング・プロセッサを含むビデオ復号化装置において、
符号化されたビデオに係わるビットストリームを受信してパージングする受信部と、
前記ビットストリームから、前記ビデオのピクチャを復号化するためのデータ単位である符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報、並びに前記ピクチャのツリー構造の符号化単位に係わる符号化深度及び符号化モードについての情報を抽出する抽出部と、
前記符号化単位構造情報と、前記符号化深度及び符号化モードについての情報とに基づいて、前記ツリー構造の符号化単位を決定し、前記ビデオデコーディング・プロセッサと連動し、前記符号化単位を基にして、前記ピクチャを復号化する復号化部と、を含み、
前記符号化単位構造情報は、前記ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズについての情報、前記符号化単位の最小サイズ、及び前記可変深度についての情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするビデオ復号化装置。
【請求項１３】
ビデオエンコーディング・プロセッサを含むビデオ符号化装置において、
ビデオのピクチャを最大サイズの符号化単位である少なくとも１つの最大符号化単位に分割する最大符号化単位分割部と、
前記ビデオエンコーディング・プロセッサと連動し、前記最大符号化単位ごとに、前記最大符号化単位を深度によって階層的に分割した深度別符号化単位を基にして、前記ピクチャを符号化し、前記深度別符号化単位ごとに独立して符号化深度の符号化単位を決定し、ツリー構造による符号化単位を決定する符号化単位決定部と、
前記ツリー構造による符号化単位に基づいて符号化されたデータ、前記符号化深度及び符号化モードについての情報、並びに符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報を出力する出力部と、を含み、
前記符号化単位構造情報は、前記ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズについての情報、前記符号化単位の最小サイズ、及び前記可変深度についての情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするビデオ符号化装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のビデオ復号化方法をコンピュータで具現するためのプログラムが記録されたコンピュータで判読可能な記録媒体。
【請求項１５】
請求項７に記載のビデオ符号化方法をコンピュータで具現するためのプログラムが記録されたコンピュータで判読可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間領域及び変換領域間の変換を行うビデオの符号化及び復号化に関する。
【背景技術】
【０００２】
高解像度または高画質のビデオコンテンツを再生、保存することができるハードウェアの開発及び普及によって、高解像度または高画質のビデオコンテンツを効果的に符号化したり復号化するビデオコーデックの必要性が増大している。既存のビデオコーデックによれば、ビデオは、所定サイズのマクロブロックに基づいて、制限された符号化方式によって符号化されている。また、既存のビデオコーデックは、マクロブロックを同一サイズのブロックを利用して、変換及び逆変換を行ってビデオデータを符号化／復号化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、階層的構造の符号化単位を利用して、空間領域及び変換領域間の変換を行うビデオの符号化及び復号化に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態によるツリー構造による符号化単位に基づいたビデオ復号化方法は、符号化されたビデオに係わるビットストリームを受信してパージングする段階と、前記ビットストリームから、前記ビデオのピクチャを復号化するためのデータ単位である符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報、並びに前記ピクチャのツリー構造の符号化単位に係わる符号化深度及び符号化モードについての情報を抽出する段階と、前記符号化単位構造情報と、前記符号化深度及び符号化モードについての情報とに基づいて、前記ツリー構造の符号化単位を決定し、前記符号化単位を基にして、前記ピクチャを復号化する段階と、を含む。
【発明の効果】
【０００５】
映像の大きさを考慮して、符号化単位の最大サイズを拡大させつつ、映像特性を考慮して、符号化単位を階層的に調節して決定することができるので、映像圧縮効率が上昇する。符号化端から、ビデオの符号化されたデータと共に、符号化深度及び符号化モードについての情報を伝送するので、復号化端は、ツリー構造による符号化単位別符号化深度を把握した後、それぞれの映像データを復号化することができるので、映像の符号化／復号化の効率性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ符号化装置のブロック図を図示する。
【図２】本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基いて利用するビデオ復号化装置のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による符号化単位の概念を図示する図面である。
【図４】本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像符号化部のブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像復号化部のブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による深度別符号化単位及びパーティションを図示する図面である。
【図７】本発明の一実施形態による、符号化単位及び変換単位の関係を図示する図面である。
【図８】本発明の一実施形態による深度別符号化情報を図示する図面である。
【図９】本発明の一実施形態による深度別符号化単位を図示する図面である。
【図１０】本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び変換単位の関係を図示する図面である。
【図１１】本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び変換単位の関係を図示する図面である。
【図１２】本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び変換単位の関係を図示する図面である。
【図１３】表１の符号化モード情報による符号化単位、予測単位及び変換単位の関係を図示する図面である。
【図１４】本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ符号化方法のフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ復号化方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の一実施形態によるツリー構造による符号化単位に基づいたビデオ復号化方法は、符号化されたビデオに係わるビットストリームを受信してパージングする段階と、前記ビットストリームから、前記ビデオのピクチャを復号化するためのデータ単位である符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報、並びに前記ピクチャのツリー構造の符号化単位に係わる符号化深度及び符号化モードについての情報を抽出する段階と、前記符号化単位構造情報と、前記符号化深度及び符号化モードについての情報とに基づいて、前記ツリー構造の符号化単位を決定し、前記符号化単位を基にして、前記ピクチャを復号化する段階と、を含む。
【０００８】
本発明の一実施形態によるツリー構造による符号化単位に基づいたビデオ符号化方法は、ビデオのピクチャを最大サイズの符号化単位である少なくとも１つの最大符号化単位に分割する段階と、前記最大符号化単位ごとに、前記最大符号化単位を深度によって階層的に分割した深度別符号化単位を基にして、前記ピクチャを符号化し、前記深度別符号化単位ごとに独立して符号化深度の符号化単位を決定し、ツリー構造による符号化単位を決定する段階と、前記ツリー構造による符号化単位に基づいて符号化されたデータ、前記符号化深度及び符号化モードについての情報、並びに符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報を出力する段階と、を含む。
【０００９】
本発明の一実施形態による、ビデオデコーディング・プロセッサを含み、ツリー構造による符号化単位に基づいたビデオ復号化装置は、符号化されたビデオに係わるビットストリームを受信してパージングする受信部；前記ビットストリームから、前記ビデオのピクチャを復号化するためのデータ単位である符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報、並びに前記ピクチャのツリー構造の符号化単位に係わる符号化深度及び符号化モードについての情報を抽出する抽出部；及び前記符号化単位構造情報と、前記符号化深度及び符号化モードについての情報とに基づいて、前記ツリー構造の符号化単位を決定し、前記ビデオデコーディング・プロセッサと連動して、前記符号化単位を基にして、前記ピクチャを復号化する復号化部；を含む。
【００１０】
本発明の一実施形態による、ビデオエンコーディング・プロセッサを含み、ツリー構造による符号化単位に基づいたビデオ符号化装置は、ビデオのピクチャを最大サイズの符号化単位である少なくとも１つの最大符号化単位に分割する最大符号化単位分割部；前記ビデオエンコーディング・プロセッサと連動して、前記最大符号化単位ごとに、前記最大符号化単位を深度によって階層的に分割した深度別符号化単位を基にして、前記ピクチャを符号化し、前記深度別符号化単位ごとに独立して符号化深度の符号化単位を決定し、ツリー構造による符号化単位を決定する符号化単位決定部；及び前記ツリー構造による符号化単位に基づいて符号化されたデータ、前記符号化深度及び符号化モードについての情報、並びに符号化単位の大きさ及び可変深度を示す符号化単位構造情報を出力する出力部；を含む。
【００１１】
一実施形態による前記符号化単位構造情報は、前記ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズについての情報、前記符号化単位の最小サイズ、及び前記可変深度についての情報のうち少なくとも一つを含む。
【００１２】
本発明は、本発明の一実施形態によるビデオ符号化方法を具現するためのプログラムが記録されたコンピュータで判読可能な記録媒体を含む。本発明は、本発明のビデオ復号化方法を具現するためのプログラムが記録されたコンピュータで判読可能な記録媒体を含む。
【００１３】
以下、本明細書に記載した本発明の多様な実施形態において、「映像」は、静止映像だけではなく、ビデオのような動画を含めて包括的に指称する。
【００１４】
以下、図１ないし図１５を参照しつつ、本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ符号化装置及びビデオ復号化装置、ビデオ符号化方法及びビデオ復号化方法について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ符号化装置のブロック図を図示している。
【００１６】
一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ符号化装置１００は、最大符号化単位分割部１１０、符号化単位決定部１２０及び出力部１３０を含む。以下、説明の便宜のために、一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ符号化装置１００は、「ビデオ符号化装置１００」と略称する。
【００１７】
最大符号化単位分割部１１０は、映像の現在ピクチャのための最大サイズの符号化単位である最大符号化単位に基づいて、現在ピクチャを区画することができる。現在ピクチャが最大符号化単位より大きければ、現在ピクチャの映像データは、少なくとも１つの最大符号化単位に分割されもする。一実施形態による最大符号化単位は、サイズ３２ｘ３２，６４ｘ６４，１２８ｘ１２８，２５６ｘ２５６などのデータ単位であり、縦横に大きさが２の自乗である正方形のデータ単位であってもよい。映像データは、少なくとも１つの最大符号化単位別に符号化単位決定部１２０に出力される。
【００１８】
一実施形態による符号化単位は、最大サイズ及び深度で特徴づけられる。深度とは、最大符号化単位から符号化単位が空間的に分割された回数を示し、深度が深くなるほど、深度別符号化単位は、最大符号化単位から最小符号化単位まで分割される。最大符号化単位の深度が最上位深度であり、最小符号化単位が最下位符号化単位であると定義されもする。最大符号化単位は、深度が深くなるにつれて、深度別符号化単位の小さくなるので、上位深度の符号化単位は、複数個の下位深度の符号化単位を含んでもよい。
【００１９】
前述のように、符号化単位の最大サイズによって、現在ピクチャの映像データを最大符号化単位に分割し、それぞれの最大符号化単位は、深度別に分割される符号化単位を含んでもよい。一実施形態による最大符号化単位は、深度別に分割されるので、最大符号化単位に含まれた空間領域（spatial  domain）の映像データが、深度によって階層的に分類されもする。
【００２０】
最大符号化単位の高さ及び幅を階層的に分割することができる総回数を制限する最大深度及び符号化単位の最大サイズがあらかじめ設定されもする。
【００２１】
符号化単位決定部１２０は、深度ごとに最大符号化単位の領域が分割された少なくとも１つの分割領域を符号化し、少なくとも１つの分割領域別に最終符号化結果が出力される深度を決定する。すなわち、符号化単位決定部１２０は、現在ピクチャの最大符号化単位ごとに、深度別符号化単位で、映像データを符号化し、最小の符号化誤差が生じる深度を選択して符号化深度として決定する。決定された符号化深度及び最大符号化単位別映像データは、出力部１３０に出力される。
【００２２】
最大符号化単位内の映像データは、最大深度以下の少なくとも１つの深度によって、深度別符号化単位に基づいて符号化され、それぞれの深度別符号化単位に基づいた符号化結果が比較される。深度別符号化単位の符号化誤差の比較結果、符号化誤差が最小である深度が選択される。それぞれの最大化符号化単位ごとに、少なくとも１つの符号化深度が決定されもする。
【００２３】
最大符号化単位の大きさは、深度が深くなるにつれて、符号化単位が階層的に分割され、符号化単位の個数は増加する。また、１つの最大符号化単位に含まれる同一の深度の符号化単位であるとしても、それぞれのデータに係わる符号化誤差を測定し、下位深度への分割いかんが決定される。従って、１つの最大符号化単位に含まれるデータであるとしても、位置によって、深度別符号化誤差が異なるので、位置によって、符号化深度が異なって決定されもする。従って、１つの最大符号化単位について、符号化深度が一つ以上設定されもし、最大符号化単位のデータは、一つ以上の符号化深度の符号化単位によって区画されもする。
【００２４】
従って、一実施形態による符号化単位決定部１２０は、現在最大符号化単位に含まれるツリー構造による符号化単位が決定される。一実施形態による「ツリー構造による符号化単位」は、現在最大符号化単位に含まれるすべての深度別符号化単位において、符号化深度で決定された深度の符号化単位を含む。符号化深度の符号化単位は、最大符号化単位内で、同一領域では深度によって階層的に決定され、他の領域については、独立して決定されもする。同様に、現在領域に係わる符号化深度は、他の領域に係わる符号化深度と独立して決定されもする。
【００２５】
一実施形態による最大深度は、最大符号化単位から最小符号化単位までの分割回数と係わる指標である。一実施形態による最大深度は、最大符号化単位から最小符号化単位までのすべて分割回数を示すことができる。例えば、最大符号化単位の深度が０であるとするとき、最大符号化単位が１回分割された符号化単位の深度は、１に設定され、２回分割された符号化単位の深度は、２に設定されもする。この場合、最大符号化単位から４回分割された符号化単位が最小符号化単位であるならば、深度０，１，２，３及び４の深度レベルが存在するので、最大深度は、４に設定される。
【００２６】
最大符号化単位の予測符号化及び変換が行われもする。予測符号化及び変換も、同様に最大符号化単位ごとに、最大深度以下の深度ごとに、深度別符号化単位を基にして行われる。一実施形態による、ビデオ符号化のために行う変換は、周波数変換、直交変換、定数変換などを含んでもよい。
【００２７】
最大符号化単位が深度別に分割されるたびに、深度別符号化単位の個数が増加するので、深度が深くなるにつれて、生成されるすべての深度別符号化単位について、予測符号化及び変換を含んだ符号化が行われなければならない。以下、説明の便宜のために、少なくとも１つの最大符号化単位において、現在深度の符号化単位を基にして、予測符号化及び変換について説明する。
【００２８】
一実施形態によるビデオ符号化装置１００は、映像データの符号化のためのデータ単位の大きさまたは形態を多様に選択することができる。映像データの符号化のためには、予測符号化、変換、エントロピ符号化などの段階を経るが、全ての段階にわたって、同一のデータ単位が使われ、段階別でデータ単位が変更されもする。
【００２９】
例えば、ビデオ符号化装置１００は、映像データの符号化のための符号化単位だけではなく、符号化単位の映像データの予測符号化を行うため、符号化単位と異なるデータ単位を選択することができる。
【００３０】
最大符号化単位の予測符号化のためには、一実施形態による符号化深度の符号化単位、すなわち、それ以上分割されない符号化単位を基にして、予測符号化が行われもする。以下、予測符号化の基になるそれ以上分割されない符号化単位を「予測単位」と指称する。予測単位が分割されたパーティションは、予測単位及び予測単位の高さ及び幅のうち、少なくとも一つが分割されたデータ単位を含んでもよい。
【００３１】
例えば、サイズ２Ｎｘ２Ｎ（ただし、Ｎは、正の整数）の符号化単位が、それ以上分割されない場合、サイズ２Ｎｘ２Ｎの予測単位になり、パーティションの大きさは、２Ｎｘ２Ｎ，２ＮｘＮ，Ｎｘ２Ｎ，ＮｘＮなどであってもよい。一実施形態によるパーティションタイプは、予測単位の高さまたは幅が、対称的な比率で分割された対称的パーティションだけではなく、１：ｎまたはｎ：１のように、非対称的な比率で分割されたパーティション、幾何学的な形態に分割されたパーティション、任意的形態のパーティションなどを選択的に含みもする。
【００３２】
予測単位の予測モードは、イントラモード、インターモード及びスキップモードのうち少なくとも一つであってもよい。例えば、イントラモード及びインターモードは、２Ｎｘ２Ｎ，２ＮｘＮ，Ｎｘ２Ｎ，ＮｘＮサイズのパーティションに対して遂行されもする。また、スキップモードは、２Ｎｘ２Ｎサイズのパーティションに対してのみ遂行されもする。符号化単位以内の１つの予測単位ごとに独立して符号化が行われ、符号化誤差が最小である予測モードが選択される。
【００３３】
また、一実施形態によるビデオ符号化装置１００は、映像データの符号化のための符号化単位だけではなく、符号化単位と異なるデータ単位を基にして、符号化単位の映像データの変換を行うことができる。
【００３４】
符号化単位の変換のためには、符号化単位より小さいか、あるいはそれと同じである大きさの変換単位を基にして変換が行われる。例えば、変換単位は、イントラモードのためのデータ単位及びインターモードのための変換単位を含んでもよい。
【００３５】
一実施形態によるツリー構造による符号化単位と類似した方式で、符号化単位内の変換単位も、再帰的にさらに小サイズの変換単位に分割されつつ、符号化単位の残差データが変換深度によって、ツリー構造による変換単位によって区画されもする。
【００３６】
一実施形態による変換単位についても、符号化単位の高さ及び幅が分割され、変換単位に至るまでの分割回数を示す変換深度が設定されもする。例えば、サイズ２Ｎｘ２Ｎの現在符号化単位の変換単位の大きさが２Ｎｘ２Ｎであるならば、変換深度０、変換単位の大きさがＮｘＮであるならば、変換深度１、変換単位の大きさがＮ／２ｘＮ／２であるならば、変換深度２に設定される。すなわち、変換単位についても、変換深度によって、ツリー構造による変換単位が設定される。
【００３７】
符号化深度別符号化情報は、符号化深度だけではなく、予測関連情報及び変換関連情報が必要である。従って、符号化単位決定部１２０は、最小符号化誤差を発生させた符号化深度だけではなく、予測単位をパーティションに分割したパーティションタイプ、予測単位別予測モード、変換のための変換単位の大きさなどを決定することができる。
【００３８】
一実施形態による最大符号化単位のツリー構造による符号化単位及びパーティションの決定方式については、図３ないし図１３を参照して詳細に後述する。
【００３９】
符号化単位決定部１２０は、深度別符号化単位の符号化誤差をラグランジュ乗数（Lagrangian  multiplier）基盤の率・歪曲最適化技法（rate-distortion  optimization）を利用して、測定することができる。
【００４０】
出力部１３０は、符号化単位決定部１２０で決定された少なくとも１つの符号化深度に基づいて符号化された最大符号化単位の映像データ及び深度別符号化モードについての情報を、ビットストリーム状で出力する。
【００４１】
符号化された映像データは、映像の残差データの符号化結果であってもよい。
【００４２】
深度別符号化モードについての情報は、符号化深度情報、予測単位のパーティションタイプ情報、予測モード情報、変換単位の大きさ情報などを含んでもよい。
【００４３】
符号化深度情報は、現在深度で符号化せずに、下位深度の符号化単位で符号化するか否かを示す深度別分割情報を利用して定義される。現在符号化単位の現在深度が符号化深度であるならば、現在符号化単位は、現在深度の符号化単位で符号化されるので、現在深度の分割情報は、それ以上、下位深度に分割されないように定義される。反対に、現在符号化単位の現在深度が符号化深度ではないならば、下位深度の符号化単位を利用した符号化を試みなければならないので、現在深度の分割情報は、下位深度の符号化単位で分割されるように定義される。
【００４４】
現在深度が符号化深度ではないならば、下位深度の符号化単位で分割された符号化単位について符号化が行われる。現在深度の符号化単位内に下位深度の符号化単位が一つ以上存在するので、それぞれの下位深度の符号化単位ごとに反復して符号化が行われ、同一の深度の符号化単位ごとに、再帰的（recursive）符号化が行われもする。
【００４５】
１つの最大符号化単位内でツリー構造の符号化単位が決定され、符号化深度の符号化単位ごとに、少なくとも１つの符号化モードについての情報が決定されなければならないので、１つの最大符号化単位については、少なくとも１つの符号化モードについての情報が決定されもする。また、最大符号化単位のデータは、深度によって階層的に区画され、位置別に符号化深度が異なるので、データについて、符号化深度及び符号化モードについての情報が設定されもする。
【００４６】
従って、一実施形態による出力部１３０は、最大符号化単位に含まれている符号化単位、予測単位及び最小単位において、少なくとも一つに対して、当該符号化深度及び符号化モードに係わる符号化情報を割り当てられる。一実施形態による出力部１３０は、ビデオの符号化されたデータを伝送するためのビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ（sequence  parameter  set）及びＰＰＳ（picture  parameter  set）などに、一実施形態による当該符号化深度及び符号化モードについての情報を挿入して出力することができる。
【００４７】
一実施形態による最小単位は、最下位符号化深度である最小符号化単位が４分割された大きさの正方形のデータ単位である。一実施形態による最小単位は、最大符号化単位に含まれる全ての符号化単位、予測単位、パーティション単位及び変換単位内に含まれる最大サイズの正方形データ単位であってもよい。
【００４８】
例えば、出力部１３０を介して出力される符号化情報は、深度別符号化単位別符号化情報と予測単位別符号化情報とに分類されもする。深度別符号化単位別符号化情報は、予測モード情報、パーティションサイズ情報を含んでもよい。予測単位別に伝送される符号化情報は、インターモードの推定方向についての情報、インターモードの参照映像インデックスについての情報、動きベクトルについての情報、イントラモードのクロマ成分についての情報、イントラモードの補間方式についての情報などを含んでもよい。
【００４９】
また、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰの別に定義される符号化単位の大きさ及び可変深度に係わる符号化単位構造情報が、ビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ、ＰＰＳなどに挿入されもする。
【００５０】
一実施形態による可変深度は、現在ツリー構造の符号化単位について許容される最大深度だけではなく、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数または深度の変化量を示すこともできる。
【００５１】
一実施形態による深度レベルの個数は、現在ツリー構造の符号化単位で存在可能な深度別符号化単位の深度レベルの個数を示すことができる。
【００５２】
一実施形態による深度の変化量は、現在ツリー構造の符号化単位で存在する深度別符号化単位の深度レベルの可変回数を示すことができる。例えば、一実施形態による深度の変化量は、現在ツリー構造の符号化単位内に、最小サイズの符号化単位から最大サイズの符号化単位までの深度レベルの可変回数、すなわち、最下位深度から最上位深度までの深度レベルが変更される回数を示すことができる。または、現在ツリー構造の符号化単位の深度の変化量は、最大サイズの符号化単位から最小サイズの符号化単位までの深度レベルの可変回数、すなわち、最上位深度から最下位深度までの深度レベルが変更される回数を示すこともできる。
【００５３】
例えば、現在ツリー構造の符号化単位で決定された符号化単位の最大サイズ及び最小サイズが、それぞれ１２８ｘ１２８、１６ｘ１６の場合を想定し、以下、一実施形態による可変深度を設定する。
【００５４】
前述のように、一実施形態による最大深度は、最大サイズの符号化単位から最小サイズの符号化単位までの深度別符号化単位の分割回数を示すことができる。この場合、符号化単位の大きさ１２８ｘ１２８から６４ｘ６４に、６４ｘ６４から３２ｘ３２ｎに、３２ｘ３２から１６ｘ１６に、全３回分割されるので、一実施形態による最大深度は、３に決定される。
【００５５】
この場合、サイズ１２８ｘ１２８，６４ｘ６４，３２ｘ３２，１６ｘ１６の符号化単位は、深度がそれぞれ０、１、２、３であるので、一実施形態による深度レベルの個数は４になる。
【００５６】
この場合、一実施形態による深度の変化量は、現在ツリー構造の符号化単位内に、サイズ１２８ｘ１２８，６４ｘ６４，３２ｘ３２，１６ｘ１６の符号化単位の深度レベルの可変回数を示すことができる。すなわち、深度０から深度１，２，３まで３回変更され、または深度３から２，１，０まで３回変更されるので、一実施形態による深度の変化量は３になる。
【００５７】
従って、現在ツリー構造の符号化単位内に、符号化単位の最大サイズ及び最小サイズがそれぞれ１２８ｘ１２８、１６ｘ１６である場合、一実施形態による可変深度は、現在符号化単位について許容される最大深度３、最小サイズの符号化単位の最下位深度３、深度レベルの個数４、及び深度の変化量３のうち一つを示すことができる。
【００５８】
一実施形態による可変深度についての情報は、シーケンス、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰごとに設定されもする。すなわち、シーケンス、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰのデータ単位ごとに、現在ツリー構造の符号化単位で許容可能な符号化単位の最大サイズ及び最小サイズのうち少なくとも一つについての情報と、可変深度についての情報とが設定される。
【００５９】
従って、出力部１３０は、符号化情報として、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰの別に決定された可変深度についての情報、符号化単位の最大サイズについての情報、符号化単位の最小サイズについての情報のうち少なくとも二つ以上の情報を含み、符号化情報をビットストリームのヘッダ、すなわち、ＳＰＳ、ＰＰＳなどに挿入してビットストリームを出力することができる。
【００６０】
例えば、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズについての情報と、符号化単位の最小サイズについての情報との組み合わせが符号化情報に含まれる。
【００６１】
例えば、現在ツリー構造の符号化単位の最小サイズについての情報と、可変深度についての情報との組み合わせが符号化情報に含まれる。すなわち、一実施形態による符号化情報は、現在ツリー構造の符号化単位の最小サイズについての情報と共に、最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数、及び深度の変化量のうち一つを示す可変深度についての情報を含んでもよい。
【００６２】
例えば、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズについての情報と、可変深度についての情報との組み合わせが符号化情報に含まれる。すなわち、一実施形態による符号化情報は、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズについての情報と共に、最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数、及び深度の変化量のうち一つを示す可変深度についての情報を含んでもよい。
【００６３】
また、出力部１３０を介して出力される符号化情報は、変換インデックスを含んでもよい。一実施形態による変換インデックス情報は、現在符号化単位を変換するのに利用された変換単位の構造についての情報を示すことができる。例えば、一実施形態による変換インデックス情報は、現在符号化単位から最終レベルの変換単位まで分割した回数、変換単位の大きさ及び形態についての情報を含んでもよい。
【００６４】
一実施形態による変換インデックス情報は、現在変換単位が下位レベルの変換単位に分割されるか否かを示すことができる。例えば、一実施形態による変換インデックス情報として、変換単位が下位レベルの変換単位に分割されるか否かを示す１ビットのデータである変換単位分割ビットが利用されもする。
【００６５】
ビデオ符号化装置１００の最も簡単な形態の実施形態によれば、深度別符号化単位は、１階層上位深度の符号化単位の高さ及び幅を半分にた大きさの符号化単位である。すなわち、現在深度の符号化単位の大きさが２Ｎｘ２Ｎであるならば、下位深度の符号化単位の大きさは、ＮｘＮである。また、２Ｎｘ２Ｎサイズの現在符号化単位は、ＮｘＮサイズの下位深度符号化単位を最大４個含む。
【００６６】
従って、ビデオ符号化装置１００は、現在ピクチャの特性を考慮して決定された最大符号化単位の大きさ及び最大深度を基にして、それぞれの最大符号化単位ごとに、最適の形態及び大きさの符号化単位を決定し、ツリー構造による符号化単位を構成することができる。また、それぞれの最大符号化単位ごとに、多様な予測モード、変換方式などに符号化することができるので、多様な映像サイズの符号化単位の映像特性を考慮して、最適の符号化モードが決定されもする。
【００６７】
従って、映像の解像度が非常に高いか、あるいはデータ量が非常に多い映像を既存マクロブロック単位で符号化するならば、ピクチャ当たりマクロブロックの数が過度に多くなる。これによって、マクロブロックごとに生成される圧縮情報も多くなるので、圧縮情報の伝送負担が大きくなり、データ圧縮効率が低下する傾向がある。従って、一実施形態によるビデオ符号化装置は、映像の大きさを考慮して、符号化単位の最大サイズを拡大させつつ、映像特性を考慮して符号化単位を調節することができるので、映像圧縮効率が上昇する。
【００６８】
図２は、本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ復号化装置のブロック図を図示している。
【００６９】
一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ復号化装置２００は、受信部２１０、映像データ及び符号化情報抽出部２２０及び映像データ復号化部２３０を含む。以下、説明の便宜のために、一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ復号化装置２００は、「ビデオ復号化装置２００」と略称する。
【００７０】
一実施形態によるビデオ復号化装置２００の各種プロセッシングのための符号化単位、深度、予測単位、変換単位、各種符号化モードについての情報など各種用語の定義は、図１及びビデオ符号化装置１００を参照して説明した通りである。
【００７１】
受信部２１０は、符号化されたビデオに係わるビットストリームを受信してパージングする。映像データ及び符号化情報抽出部２２０は、パージングされたビットストリームから、最大符号化単位別に、ツリー構造による符号化単位によって、符号化単位ごとに符号化された映像データを抽出し、映像データ復号化部２３０に出力する。映像データ及び符号化情報抽出部２２０は、受信されたビットストリームにおいて、現在ピクチャに係わるヘッダ、ＳＰＳ、ＰＰＳのうち少なくとも一つから、現在ピクチャの符号化単位の大きさ及び可変深度に係わる符号化単位構造情報と、符号化深度及び符号化モードについての情報とを抽出することができる。
【００７２】
映像データ及び符号化情報抽出部２２０は、一実施形態による符号化情報から、シーケンス、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰのデータ単位ごとに、現在ツリー構造の符号化単位で許容可能な符号化単位の最大サイズ及び最小サイズのうち少なくとも一つについての情報と、可変深度についての情報とを抽出することができる。映像データ復号化部２３０は、符号化モード情報のうち、可変深度についての情報、符号化単位の最大サイズについての情報、符号化単位の最小サイズについての情報のうち少なくとも二つ以上の情報を利用して、シーケンス、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰなどのデータ単位ごとに、現在現在ツリー構造の符号化単位について許容可能な符号化単位の最大サイズ及び最小サイズを決定することができる。
【００７３】
一実施形態による符号化情報から、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰの別に決定された可変深度についての情報、符号化単位の最大サイズについての情報、符号化単位の最小サイズについての情報のうち少なくとも二つ以上の情報が抽出されもする。
【００７４】
例えば、符号化情報から、現在ツリー構造の符号化単位に係わる符号化単位の最大サイズについての情報と、符号化単位の最小サイズについての情報との組み合わせが判読され、現在データ単位で許容可能な符号化単位の最大サイズ及び最小サイズが決定されもする。
【００７５】
例えば、符号化情報から、現在ツリー構造の符号化単位の最小サイズについての情報と、可変深度についての情報との組み合わせが判読されもする。すなわち、一実施形態による符号化情報から、現在ツリー構造の符号化単位の最小サイズについての情報と共に、最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数、及び深度の変化量のうち一つを示す可変深度についての情報が判読される。判読された符号化単位の最小サイズと可変深度とを利用して、現在データ単位で許容可能な符号化単位の最大サイズが決定される。
【００７６】
例えば、現在ツリー構造の符号化単位に係わる符号化単位の最大サイズについての情報と、可変深度についての情報との組み合わせが符号化情報から判読されもする。すなわち、一実施形態による符号化情報から、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズについての情報と共に、最大深度、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数、及び深度の変化量のうち一つを示す可変深度についての情報が判読される。判読された符号化単位の最大サイズと可変深度とを利用して、現在データ単位で許容可能な符号化単位の最小サイズが決定される。
【００７７】
また、映像データ及び符号化情報抽出部２２０は、パージングされたビットストリームから、最大符号化単位別にツリー構造による符号化単位に係わる符号化深度及び符号化モードについての情報を抽出する。抽出された符号化深度及び符号化モードについての情報は、映像データ復号化部２３０に出力される。すなわち、ビット列の映像データを最大符号化単位に分割し、映像データ復号化部２３０に最大符号化単位ごとに映像データを復号化させる。
【００７８】
最大符号化単位別符号化深度及び符号化モードについての情報は、一つ以上の符号化深度情報に対して設定され、符号化深度別符号化モードについての情報は、当該符号化単位のパーティションタイプ情報、予測モード情報及び変換単位の大きさ情報などを含んでもよい。また、符号化深度情報として、深度別分割情報が抽出される。
【００７９】
また、映像データ復号化部２３０がパージングされたビットストリームから抽出した符号化モード情報から、符号化情報から変換インデックスについての情報が判読されもする。映像データ復号化部２３０は、映像データ及び符号化情報抽出部２２０によって抽出された変換インデックス情報に基づいて、現在符号化単位の変換単位を構成し、変換単位に基づいて、現在符号化単位の逆変換を行いつつ符号化されたデータを復号化する。符号化単位の復号化結果、現在ピクチャが復元される。
【００８０】
映像データ及び符号化情報抽出部２２０が抽出した最大符号化単位別符号化深度及び符号化モードについての情報は、一実施形態によるビデオ符号化装置１００のように、符号化端で、最大符号化単位別深度別符号化単位ごとに反復して符号化を行って最小符号化誤差を発生させることによって決定された符号化深度及び符号化モードについての情報である。従って、ビデオ復号化装置２００は、最小符号化誤差を発生させる符号化方式によってデータを復号化し、映像を修復することができる。
【００８１】
一実施形態による符号化深度及び符号化モードに係わる符号化情報は、当該符号化単位、予測単位及び最小単位において、所定データ単位について割り当てられるので、映像データ及び符号化情報抽出部２２０は、所定データ単位別に、符号化深度及び符号化モードについての情報を抽出することができる。所定データ単位別に、当該最大符号化単位の符号化深度及び符号化モードについての情報が記録されているならば、同一の符号化深度及び符号化モードについての情報を有している所定データ単位は、同一の最大符号化単位に含まれるデータ単位と類推される。
【００８２】
映像データ復号化部２３０は、最大符号化単位別符号化深度及び符号化モードについての情報に基づいて、それぞれの最大符号化単位の映像データを復号化し、現在ピクチャを修復する。すなわち、映像データ復号化部２３０は、最大符号化単位に含まれるツリー構造による符号化単位のうちそれぞれの符号化単位ごとに判読されたパーティションタイプ、予測モード、変換単位に基づいて符号化された映像データを復号化することができる。復号化過程は、イントラ予測及び動き補償を含む予測過程及び逆変換過程を含んでもよい。
【００８３】
映像データ復号化部２３０は、符号化深度別符号化単位の予測単位のパーティションタイプ情報及び予測モード情報に基づいて、符号化単位ごとにそれぞれのパーティション及び予測モードによって、イントラ予測または動き補償を行うことができる。
【００８４】
また、映像データ復号化部２３０は、最大符号化単位別逆変換のために、符号化深度別符号化単位の変換単位の大きさ情報を含んで、ツリー構造による変換単位を判読し、符号化単位ごとに、変換単位に基づいた逆変換を行うことができる。
【００８５】
映像データ復号化部２３０は、深度別分割情報を利用して、現在最大符号化単位の符号化深度を決定することができる。もし、分割情報が、現在深度でそれ以上分割されないことを示しているならば、現在深度が符号化深度である。従って、映像データ復号化部２３０は、現在最大符号化単位の映像データについて、現在深度の符号化単位を、予測単位のパーティションタイプ、予測モード及び変換単位サイズ情報を利用して、復号化することができる。
【００８６】
すなわち、符号化単位、予測単位及び最小単位において、所定データ単位について設定されている符号化情報を観察し、同一の分割情報を含んだ符号化情報を保有しているデータ単位が集まり、映像データ復号化部２３０によって同一の符号化モードに復号化する１つのデータ単位と見なされる。
【００８７】
ビデオ復号化装置２００は、符号化過程で、最大符号化単位ごとに再帰的に符号化を行い、最小符号化誤差を発生させた符号化単位に係わる情報を獲得し、現在ピクチャに係わる復号化に利用することができる。すなわち、最大符号化単位ごとに、最適符号化単位で決定されたツリー構造による符号化単位の符号化された映像データの復号化が可能になる。
【００８８】
従って、高い解像度の映像またはデータ量が過度に多い映像であっても、符号化端から伝送された最適符号化モードについての情報を利用し、映像の特性に適応的に決定された符号化単位の大きさ及び符号化モードによって、効率的に映像データを復号化して修復することができる。
【００８９】
以下、図３ないし図１３を参照しつつ、本発明の一実施形態によるツリー構造による符号化単位、予測単位及び変換単位の決定方式について詳述する。
【００９０】
図３は、階層的符号化単位の概念を図示している。符号化単位の例は、符号化単位の大きさは、幅ｘ高さで表現され、サイズ６４ｘ６４である符号化単位から、３２ｘ３２、１６ｘ１６、８ｘ８を含んでもよい。サイズ６４ｘ６４の符号化単位は、サイズ６４ｘ６４，６４ｘ３２，３２ｘ６４，３２ｘ３２のパーティションに分割され、サイズ３２ｘ３２の符号化単位は、サイズ３２ｘ３２，３２ｘ１６，１６ｘ３２，１６ｘ１６のパーティションに、サイズ１６ｘ１６の符号化単位は、サイズ１６ｘ１６，１６ｘ８，８ｘ１６，８ｘ８のパーティションに、サイズ８ｘ８の符号化単位は、サイズ８ｘ８，８ｘ４，４ｘ８，４ｘ４のパーティションに分割されもする。
【００９１】
ビデオデータ３１０については、解像度は１９２０ｘ１０８０、符号化単位の最大サイズは６４、最大深度が２に設定されている。ビデオデータ３２０については、解像度は１９２０ｘ１０８０、符号化単位の最大サイズは６４、最大深度が３に設定されている。ビデオデータ３３０については、解像度は３５２ｘ２８８、符号化単位の最大サイズは１６、最大深度が１に設定されている。図３に図示された最大深度は、最大符号化単位から最小符号化単位までの全分割回数を示している。
【００９２】
解像度が高いか、あるいはデータ量が多い場合、符号化効率の向上だけではなく、映像特性を正確に反型するために、符号化サイズの最大サイズが相対的に大きいことが望ましい。従って、ビデオデータ３３０に比べて、解像度が高いビデオデータ３１０，３２０は、符号化サイズの最大サイズが６４に選択されもする。
【００９３】
ビデオデータ３１０の最大深度が２であるので、ビデオデータ３１０の符号化単位３１５は、長軸サイズが６４である最大符号化単位から、２回分割して深度が２階層深くなり、長軸サイズが３２、１６である符号化単位まで含んでもよい。一方、ビデオデータ３３０の最大深度が１であるので、ビデオデータ３３０の符号化単位３３５は、長軸サイズが１６である符号化単位から、１回分割して深度が１階層深くなり、長軸サイズが８である符号化単位まで含んでもよい。
【００９４】
ビデオデータ３２０の最大深度が３であるので、ビデオデータ３２０の符号化単位３２５は、長軸サイズが６４である最大符号化単位から、３回分割して深度が３階層深くなり、長軸サイズが３２、１６、８である符号化単位まで含んでもよい。深度が深くなるほど、詳細情報の表現能力が向上する。
【００９５】
図４は、本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像符号化部のブロック図を図示している。一実施形態による映像符号化部４００は、ビデオ符号化装置１００の符号化単位決定部１２０で、映像データを符号化するのに経る作業を含む。すなわち、イントラ予測部４１０は、現在フレーム４０５において、イントラモードの符号化単位についてイントラ予測を行い、動き推定部４２０及び動き補償部４２５は、インターモードの現在フレーム４０５及び参照フレーム４９５を利用して、インター推定及び動き補償を行う。
【００９６】
イントラ予測部４１０、動き推定部４２０及び動き補償部４２５から出力されたデータは、周波数変換部４３０及び量子化部４４０を経て量子化された変換係数として出力される。量子化された変換係数は、逆量子化部４６０、周波数逆変換部４７０を介して空間領域のデータに復元され、復元された空間領域のデータは、デブロッキング部４８０及びループ・フィルタリング部４９０を経て後処理され、参照フレーム４９５として出力される。量子化された変換係数は、エントロピ符号化部４５０を経て、ビットストリーム４５５として出力されもする。
【００９７】
一実施形態によるビデオ符号化装置１００に適用されるためには、映像符号化部４００の構成要素であるイントラ予測部４１０、動き推定部４２０、動き補償部４２５、周波数変換部４３０、量子化部４４０、エントロピ符号化部４５０、逆量子化部４６０、周波数逆変換部４７０、デブロッキング部４８０及びループ・フィルタリング部４９０が、いずれも最大符号化単位ごとに最大深度を考慮して、ツリー構造による符号化単位において、それぞれの符号化単位に基づいた作業を行わなければならない。
【００９８】
特に、イントラ予測部４１０、動き推定部４２０及び動き補償部４２５は、現在最大符号化単位の最大サイズ及び最大深度を考慮し、ツリー構造による符号化単位において、それぞれの符号化単位のパーティション及び予測モードを決定し、周波数変換部４３０は、ツリー構造による符号化単位において、それぞれの符号化単位内の変換単位の大きさを決定しなければならない。
【００９９】
図５は、本発明の一実施形態による符号化単位に基づいた映像復号化部のブロック図を図示している。
【０１００】
ビットストリーム５０５が、パージング部５１０を経て、復号化対象である符号化された映像データ及び復号化のために必要な符号化についての情報がパージングされる。符号化された映像データは、エントロピ復号化部５２０及び逆量子化部５３０を経て逆量子化されたデータとして出力され、周波数逆変換部５４０を経て、空間領域の映像データが復元される。
【０１０１】
空間領域の映像データについて、イントラ予測部５５０は、イントラモードの符号化単位についてイントラ予測を行い、動き補償部５６０は、参照フレーム５８５を共に利用して、インターモードの符号化単位について動き補償を行う。
【０１０２】
イントラ予測部５５０及び動き補償部５６０を経た空間領域のデータは、デブロッキング部５７０及びループ・フィルタリング部５８０を経て後処理され、復元フレーム５９５として出力される。また、デブロッキング部５７０及びループ・フィルタリング部５８０を経て後処理されたデータは、参照フレーム５８５として出力されもする。
【０１０３】
ビデオ復号化装置２００の映像データ復号化部２３０で、映像データを復号化するために、一実施形態による映像復号化部５００のパージング部５１０後の段階別作業が遂行されもする。
【０１０４】
一実施形態によるビデオ復号化装置２００に適用されるためには、映像復号化部４００の構成要素であるパージング部５１０、エントロピ復号化部５２０、逆量子化部５３０、周波数逆変換部５４０、イントラ予測部５５０、動き補償部５６０、デブロッキング部５７０及びループ・フィルタリング部５８０が、いずれも最大符号化単位ごとにツリー構造による符号化単位に基づいて、作業を行わなければならない。
【０１０５】
特に、イントラ予測部５５０、動き補償部５６０は、ツリー構造による符号化単位それぞれごとに、パーティション及び予測モードを決定し、周波数逆変換部５４０は、符号化単位ごとに、変換単位の大きさを決定しなければならない。
【０１０６】
図６は、本発明の一実施形態による深度別符号化単位及びパーティションを図示している。
【０１０７】
一実施形態によるビデオ符号化装置１００及び一実施形態によるビデオ復号化装置２００は、映像特性を考慮するために階層的な符号化単位を使う。符号化単位の最大高及び幅、最大深度は、映像の特性によって、適応的に決定され、ユーザの要求によって多様に設定されもする。既定の符号化単位の最大サイズによって、深度別符号化単位の大きさが決定されもする。
【０１０８】
一実施形態による符号化単位の階層構造６００は、符号化単位の最大高及び幅が６４であり、最大深度が３である場合を図示している。このとき、最大深度は、最大符号化単位から最小符号化単位までの全分割回数を示す。一実施形態による符号化単位の階層構造６００の縦軸に沿って深度が深くなるので、深度別符号化単位の高さ及び幅がそれぞれ分割される。また、符号化単位の階層構造６００の横軸に沿って、それぞれの深度別符号化単位の予測符号化の基になる予測単位及びパーティションが図示されている。
【０１０９】
すなわち、符号化単位６１０は、符号化単位の階層構造６００において最大符号化単位であり、深度が０であり、符号化単位の大きさ、すなわち、高さ及び幅が６４ｘ６４である。縦軸に沿って深度が深くなり、サイズ３２ｘ３２である深度１の符号化単位６２０、サイズ１６ｘ１６である深度２の符号化単位６３０、サイズ８ｘ８である深度３の符号化単位６４０が存在する。サイズ８ｘ８である深度３の符号化単位６４０は、最小符号化単位である。
【０１１０】
それぞれの深度別で横軸に沿って、符号化単位の予測単位及びパーティションが配列される。すなわち、深度０のサイズ６４ｘ６４の符号化単位６１０が予測単位であるならば、予測単位は、サイズ６４ｘ６４の符号化単位６１０に含まれるサイズ６４ｘ６４のパーティション６１０、サイズ６４ｘ３２のパーティション６１２、サイズ３２ｘ６４のパーティション６１４、サイズ３２ｘ３２のパーティション６１６に分割されもする。
【０１１１】
同様に、深度１のサイズ３２ｘ３２の符号化単位６２０の予測単位は、サイズ３２ｘ３２の符号化単位６２０に含まれるサイズ３２ｘ３２のパーティション６２０、サイズ３２ｘ１６のパーティション６２２、サイズ１６ｘ３２のパーティション６２４、サイズ１６ｘ１６のパーティション６２６に分割されもする。
【０１１２】
同様に、深度２のサイズ１６ｘ１６の符号化単位６３０の予測単位は、サイズ１６ｘ１６の符号化単位６３０に含まれるサイズ１６ｘ１６のパーティション６３０、サイズ１６ｘ８のパーティション６３２、サイズ８ｘ１６のパーティション６３４、サイズ８ｘ８のパーティション６３６に分割されもする。
【０１１３】
最後に、深度３のサイズ８ｘ８の符号化単位６４０の予測単位は、サイズ８ｘ８の符号化単位６４０に含まれるサイズ８ｘ８のパーティション６４０、サイズ８ｘ４のパーティション６４２、サイズ４ｘ８のパーティション６４４、サイズ４ｘ４のパーティション６４６に分割されもする。
【０１１４】
一実施形態によるビデオ符号化装置１００の符号化単位決定部１２０は、最大符号化単位６１０の符号化深度を決定するために、最大符号化単位６１０に含まれるそれぞれの深度の符号化単位ごとに符号化を行わなければならない。
【０１１５】
同一の範囲及び大きさのデータを含むための深度別符号化単位の個数は、深度が深くなるほど、深度別符号化単位の個数も増加する。例えば、深度１の符号化単位一つが含まれるデータについて、深度２の符号化単位は、四つが必要である。従って、同一のデータの符号化結果を深度別に比較するために、１つの深度１の符号化単位及び４つの深度２の符号化単位を利用し、それぞれ符号化されなければならない。
【０１１６】
それぞれの深度別符号化のためには、符号化単位の階層構造６００の横軸に沿って、深度別符号化単位の予測単位ごとに符号化を行い、当該深度で最小の符号化誤差である代表符号化誤差が選択される。また、符号化単位の階層構造６００の縦軸に沿って深度が深くなり、それぞれの深度ごとに符号化を行い、深度別代表符号化誤差を比較して最小符号化誤差が検索されもする。最大符号化単位６１０において、最小符号化誤差が生じる深度及びパーティションが、最大符号化単位６１０の符号化深度及びパーティションタイプに選択されもする。
【０１１７】
符号化単位の階層構造６００に対して、最大サイズ６４ｘ６４の符号化単位から最小サイズ４ｘ４の符号化単位までの深度別符号化単位の分割回数が全４回であるので、一実施形態による最大深度は４に決定される。
【０１１８】
また、サイズ６４ｘ６４，３２ｘ３２，１６ｘ１６，８ｘ８，４ｘ４の深度別符号化単位の深度は、それぞれ０、１、２、３、４であるので、一実施形態による深度レベルの個数は５に決定される。
【０１１９】
また、深度０から深度１、２，３、４まで４回変更され、または深度４から３、２、１、０まで４回変更されるので、一実施形態による深度の変化量は４に決定される。
【０１２０】
従って、符号化単位の階層構造６００の現在ツリー構造の符号化単位に係わる可変深度についての情報は、最大深度４、最小サイズの符号化単位の最下位深度４、深度レベルの個数５、及び深度の変化量４のうち一つを示すことができる。
【０１２１】
従って、一実施形態によるビデオ符号化装置１００は、符号化情報として、現在ツリー構造の符号化単位に係わる可変深度４または５を示す情報、符号化単位の最大サイズ６４ｘ６４を示す情報、符号化単位の最小サイズ４ｘ４を示す情報のうち少なくとも二つ以上の情報を含み、符号化情報をビットストリームのヘッダ、すなわち、ＳＰＳ、ＰＰＳなどに挿入してビットストリームを出力することができる。
【０１２２】
一実施形態によるビデオ復号化装置２００は、ビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ、ＰＰＳなどから符号化情報を抽出し、符号化情報から現在ツリー構造の符号化単位に係わる可変深度４または５を示す情報、符号化単位の最大サイズ６４ｘ６４を示す情報、符号化単位の最小サイズ４ｘ４を示す情報のうち少なくとも二つ以上の情報を判読し、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズ及び最小サイズが６４ｘ６４及び４ｘ４であることを決定することができる。
【０１２３】
図７は、本発明の一実施形態による、符号化単位及び変換単位の関係を図示している。
【０１２４】
一実施形態によるビデオ符号化装置１００、または一実施形態によるビデオ復号化装置２００は、最大符号化単位ごとに、最大符号化単位より小さいか、あるいはそれと同じである大きさの符号化単位で、映像を符号化したり復号化する。符号化過程において変換のための変換単位の大きさは、それぞれの符号化単位より大きくないデータ単位を基にして選択される。
【０１２５】
例えば、一実施形態によるビデオ符号化装置１００、または一実施形態によるビデオ復号化装置２００で、現在符号化単位７１０が６４ｘ６４サイズであるとき、３２ｘ３２サイズの変換単位７２０を利用して変換が行われる。
【０１２６】
また、６４ｘ６４サイズの符号化単位７１０のデータを、６４ｘ６４サイズ以下の３２ｘ３２，１６ｘ１６，８ｘ８，４ｘ４サイズの変換単位でそれぞれ変換を行って符号化した後、原本との誤差が最小である変換単位が選択されもする。
【０１２７】
図８は、本発明の一実施形態による深度別符号化情報を図示している。
【０１２８】
一実施形態によるビデオ符号化装置１００の出力部１３０は、符号化モードについての情報であり、それぞれの符号化深度の符号化単位ごとに、パーティションタイプについての情報８００、予測モードについての情報８１０、変換単位サイズについての情報８２０を符号化して伝送することができる。
【０１２９】
パーティションタイプについての情報８００は、現在符号化単位の予測符号化のためのデータ単位であり、現在符号化単位の予測単位が分割されたパーティションの形態についての情報を示す。例えば、サイズ２Ｎｘ２Ｎの現在符号化単位ＣＵ＿０は、サイズ２Ｎｘ２Ｎのパーティション８０２、サイズ２ＮｘＮのパーティション８０４、サイズＮｘ２Ｎのパーティション８０６、サイズＮｘＮのパーティション８０８のうちいずれか１つのタイプに分割されて利用されもする。この場合、現在符号化単位のパーティションタイプについての情報８００は、サイズ２Ｎｘ２Ｎのパーティション８０２、サイズ２ＮｘＮのパーティション８０４、サイズＮｘ２Ｎのパーティション８０６及びサイズＮｘＮのパーティション８０８のうち一つを示すように設定される。
【０１３０】
予測モードについての情報８１０は、それぞれのパーティションの予測モードを示す。例えば、予測モードについての情報８１０を介して、パーティションタイプについての情報８００が示すパーティションが、イントラモード８１２、インターモード８１４及びスキップモード８１６のうち一つで予測符号化が行われるが設定される。
【０１３１】
また、変換単位サイズについての情報８２０は、現在符号化単位を、いかなる変換単位を基にして変換を行うかを示す。例えば、変換単位は、第１イントラ変換単位サイズ８２２、第２イントラ変換単位サイズ８２４、第１インター変換単位サイズ８２６、第２イントラ変換単位サイズ８２８のうち一つである。
【０１３２】
一実施形態によるビデオ復号化装置２００の映像データ及び符号化情報抽出部２１０は、それぞれの深度別符号化単位ごとに、パーティションタイプについての情報８００、予測モードについての情報８１０、変換単位サイズについての情報８２０を抽出して復号化に利用することができる。
【０１３３】
図９は、本発明の一実施形態による深度別符号化単位を図示している。
【０１３４】
深度の変化を示すために分割情報が利用される。分割情報は、現在深度の符号化単位が下位深度の符号化単位に分割されるか否かを示す。
【０１３５】
深度０及び２Ｎ＿０ｘ２Ｎ＿０サイズの符号化単位９００の予測符号化のための予測単位９１０は、２Ｎ＿０ｘ２Ｎ＿０サイズのパーティションタイプ９１２、２Ｎ＿０ｘＮ＿０サイズのパーティションタイプ９１４、Ｎ＿０ｘ２Ｎ＿０サイズのパーティションタイプ９１６、Ｎ＿０ｘＮ＿０サイズのパーティションタイプ９１８を含んでもよい。予測単位が対称的な比率で分割されたパーティションタイプ９１２，９１４，９１６，９１８のみが例示されているが、前述のように、パーティションタイプは、これらに限定されるものではなく、非対称的パーティション、任意的形態のパーティション、幾何学的形態のパーティションなどを含んでもよい。
【０１３６】
パーティションタイプごとに、１つの２Ｎ＿０ｘ２Ｎ＿０サイズのパーティション、２つの２Ｎ＿０ｘＮ＿０サイズのパーティション、２つのＮ＿０ｘ２Ｎ＿０サイズのパーティション、４つのＮ＿０ｘＮ＿０サイズのパーティションごとに反復して予測符号化が行われなければならない。サイズ２Ｎ＿０ｘ２Ｎ＿０、サイズＮ＿０ｘ２Ｎ＿０、サイズ２Ｎ＿０ｘＮ＿０及びサイズＮ＿０ｘＮ＿０のパーティションについては、イントラモード及びインターモードで予測符号化が行われもする。スキップモードは、サイズ２Ｎ＿０ｘ２Ｎ＿０のパーティションに対してのみ予測符号化が行われる。
【０１３７】
サイズ２Ｎ＿０ｘ２Ｎ＿０，２Ｎ＿０ｘＮ＿０及びＮ＿０ｘ２Ｎ＿０のパーティションタイプ９１２，９１４，９１６のうち一つによる符号化誤差が最小であれば、それ以上下位深度に分割する必要がない。
【０１３８】
サイズＮ＿０ｘＮ＿０のパーティションタイプ９１８による符号化誤差が最小であれば、深度０を１に変更しつつ分割し（９２０）、深度１及びサイズＮ＿０ｘＮ＿０のパーティションタイプの符号化単位９３０に対して反復して符号化を行い、最小符号化誤差を検索して行くことができる。
【０１３９】
深度１及びサイズ２Ｎ＿１ｘ２Ｎ＿１（＝Ｎ＿０ｘＮ＿０）の符号化単位９３０の予測符号化のための予測単位９４０は、サイズ２Ｎ＿１ｘ２Ｎ＿１のパーティションタイプ９４２、サイズ２Ｎ＿１ｘＮ＿１のパーティションタイプ９４４、サイズＮ＿１ｘ２Ｎ＿１のパーティションタイプ９４６、サイズＮ＿１ｘＮ＿１のパーティションタイプ９４８を含んでもよい。
【０１４０】
また、サイズＮ＿１ｘＮ＿１サイズのパーティションタイプ９４８による符号化誤差が最小であるならば、深度１を深度２に変更しつつ分割し（９５０）、深度２及びサイズＮ＿２ｘＮ＿２の符号化単位９６０に対して反復して符号化を行い、最小符号化誤差を検索して行くことができる。
【０１４１】
最大深度がｄ−１である場合、深度別符号化単位は、深度ｄ−１になるまで分割され、分割情報は、深度ｄ−２まで設定されもする。すなわち、深度ｄ−２から分割され（９７０）、深度ｄ−１まで符号化が行われる場合、深度ｄ−１及びサイズ２Ｎ＿（ｄ−１）ｘ２Ｎ＿（ｄ−１）の符号化単位９８０の予測符号化のための予測単位９９０は、サイズ２Ｎ＿（ｄ−１）ｘ２Ｎ＿（ｄ−１）のパーティションタイプ９９２、サイズ２Ｎ＿（ｄ−１）ｘＮ＿（ｄ−１）のパーティションタイプ９９４、サイズＮ＿（ｄ−１）ｘ２Ｎ＿（ｄ−１）のパーティションタイプ９９６、サイズＮ＿（ｄ−１）ｘＮ＿（ｄ−１）のパーティションタイプ９９８を含んでもよい。
【０１４２】
パーティションタイプにおいて、１つのサイズ２Ｎ＿（ｄ−１）ｘ２Ｎ＿（ｄ−１）のパーティション、２つのサイズ２Ｎ＿（ｄ−１）ｘＮ＿（ｄ−１）のパーティション、２つのサイズＮ＿（ｄ−１）ｘ２Ｎ＿（ｄ−１）のパーティション、４つのサイズＮ＿（ｄ−１）ｘＮ＿（ｄ−１）のパーティションごとに、反復して予測符号化を介した符号化が行われ、最小符号化誤差が生じるパーティションタイプが検索される。
【０１４３】
サイズＮ＿（ｄ−１）ｘＮ＿（ｄ−１）のパーティションタイプ９９８による符号化誤差が最小であるとしても、最大深度がｄ−１であるので、深度ｄ−１の符号化単位ＣＵ＿（ｄ−１）は、それ以上下位深度への分割過程を経ず、現在最大符号化単位９００に係わる符号化深度が深度ｄ−１に決定され、パーティションタイプは、Ｎ＿（ｄ−１）ｘＮ＿（ｄ−１）に決定されもする。また、最大深度がｄ−１であるので、深度ｄ−１の符号化単位９８０に対して、分割情報は設定されない。
【０１４４】
データ単位９９９は、現在最大符号化単位に係わる「最小単位」であると指称されもする。一実施形態による最小単位は、最下位符号化深度である最小符号化単位が４分割された大きさの正方形のデータ単位であってもよい。このような反復的符号化過程を介して、一実施形態によるビデオ符号化装置１００は、符号化単位９００の深度別符号化誤差を比較し、最小の符号化誤差が生じる深度を選択し、符号化深度を決定し、当該パーティションタイプ及び予測モードが符号化深度の符号化モードに設定されもする。
【０１４５】
このように、深度０，１，…，ｄ−１，ｄの全ての深度別最小符号化誤差を比較し、誤差が最小である深度が選択され、符号化深度に決定される。符号化深度、並びに予測単位のパーティションタイプ及び予測モードは、符号化モードについての情報として符号化されて伝送されもする。また、深度０から符号化深度に至るまで符号化単位が分割されなければならないので、符号化深度の分割情報だけが「０」に設定され、符号化深度を除いた深度別分割情報は、「１」に設定されなければならない。
【０１４６】
一実施形態によるビデオ復号化装置２００の映像データ及び符号化情報抽出部２２０は、符号化単位９００に係わる符号化深度及び予測単位についての情報を抽出し、符号化単位９１２を復号化するのに利用することができる。一実施形態によるビデオ復号化装置２００は、深度別分割情報を利用し、分割情報が「０」である深度を符号化深度として把握し、当該深度に係わる符号化モードについての情報を利用し、復号化に利用することができる。
【０１４７】
図１０、図１１及び図１２は、本発明の一実施形態による、符号化単位、予測単位及び変換単位の関係を図示している。
【０１４８】
符号化単位１０１０は、最大符号化単位について、一実施形態によるビデオ符号化装置１００が決定した符号化深度別符号化単位である。予測単位１０６０は、符号化単位１０１０において、それぞれの符号化深度別符号化単位の予測単位のパーティションであり、変換単位１０７０は、それぞれの符号化深度別符号化単位の変換単位である。
【０１４９】
深度別符号化単位１０１０は、最大符号化単位の深度が０であるとすれば、符号化単位１０１２，１０５４は、深度が１、符号化単位１０１４，１０１６，１０１８，１０２８，１０５０，１０５２は、深度が２、符号化単位１０２０，１０２２，１０２４，１０２６，１０３０，１０３２，１０４８は、深度が３、符号化単位１０４０，１０４２，１０４４，１０４６は、深度が４である。
【０１５０】
予測単位１０６０において、一部パーティション１０１４，１０１６，１０２２，１０３２，１０４８，１０５０，１０５２，１０５４は、符号化単位が分割された形態である。すなわち、パーティション１０１４，１０２２，１０５０，１０５４は、２ＮｘＮのパーティションタイプであり、パーティション１０１６，１０４８，１０５２は、Ｎｘ２Ｎのパーティションタイプ、パーティション１０３２は、ＮｘＮのパーティションタイプである。深度別符号化単位１０１０の予測単位及びパーティションは、それぞれの符号化単位より小さいか、あるいは同じである。
【０１５１】
変換単位１０７０において、一部１０５２の映像データについては、符号化単位に比べて、小サイズのデータ単位で変換または逆変換が行われる。また、変換単位１０１４，１０１６，１０２２，１０３２，１０４８，１０５０，１０５２，１０５４は、予測単位１０６０において、当該予測単位及びパーティションと比較すれば、互いに異なる大きさまたは形態のデータ単位である。すなわち、一実施形態によるビデオ符号化装置１００及び一実施形態の他のビデオ復号化装置２００は、同一の符号化単位に係わるイントラ予測／動き推定／動き補償作業、及び変換／逆変換作業であるとしても、それぞれ別個のデータ単位を基にして遂行することができる。
【０１５２】
これによって、最大符号化単位ごとに、領域別で階層的な構造の符号化単位ごとに、再帰的に符号化が行われ、最適符号化単位が決定されることによって、再帰的ツリー構造による符号化単位が構成される。符号化情報は、符号化単位に係わる分割情報、パーティションタイプ情報、予測モード情報、変換単位サイズ情報を含んでもよい。以下の表１は、一実施形態によるビデオ符号化装置１００及び一実施形態によるビデオ復号化装置２００で設定することができる一例を示している。
【０１５３】
【表１】
2013524716.tif 000003
ビデオ符号化装置１００の出力部１３０は、ツリー構造による符号化単位に係わる符号化情報を出力し、一実施形態によるビデオ復号化装置２００の符号化情報抽出部２２０は、受信されたビットストリームから、ツリー構造による符号化単位に係わる符号化情報を抽出することができる。
【０１５４】
分割情報は、現在符号化単位が下位深度の符号化単位に分割されるか否かを示す。現在深度ｄの分割情報が０であるならば、現在符号化単位が下位符号化単位に、それ以上分割されない深度が符号化深度であるので、符号化深度に対して、パーティションタイプ情報、予測モード、変換単位サイズ情報が定義される。分割情報によって、１段階さらに分割されなければならない場合には、分割された４個の下位深度の符号化単位ごとに、独立して符号化が行われなければならない。
【０１５５】
予測モードは、イントラモード、インターモード及びスキップモードのうち一つで示すことができる。イントラモード及びインターモードは、全てのパーティションタイプで定義され、スキップモードは、パーティションタイプ２Ｎｘ２Ｎでのみ定義される。
【０１５６】
パーティションタイプ情報は、予測単位の高さまたは幅が対称的な比率で分割された対称的パーティションタイプ２Ｎｘ２Ｎ，２ＮｘＮ，Ｎｘ２Ｎ及びＮｘＮと、非対称的な比率で分割された非対称的パーティションタイプ２ＮｘｎＵ，２ＮｘｎＤ，ｎＬｘ２Ｎ，ｎＲｘ２Ｎとを示すことができる。非対称的パーティションタイプ２ＮｘｎＵ及び２ＮｘｎＤは、それぞれ高さが１：３及び３：１に分割された形態であり、非対称的パーティションタイプｎＬｘ２Ｎ及びｎＲｘ２Ｎは、それぞれ幅が１：３及び３：１に分割された形態を示す。
【０１５７】
変換単位サイズは、イントラモードで２種の大きさ、インターモードで２種の大きさに設定されもする。すなわち、変換単位分割情報が０であるならば、変換単位の大きさが、現在符号化単位のサイズ２Ｎｘ２Ｎに設定される。変換単位分割情報が１であるならば、現在符号化単位が分割された大きさの変換単位が設定される。また、サイズ２Ｎｘ２Ｎである現在符号化単位に係わるパーティションタイプが、対称形パーティションタイプであるならば、変換単位の大きさは、ＮｘＮ、非対称形パーティションタイプであるならば、Ｎ／２ｘＮ／２に設定される。
【０１５８】
一実施形態によるツリー構造による符号化単位の符号化情報は、符号化深度の符号化単位、予測単位及び最小単位において、少なくとも一つに対して割り当てられる。符号化深度の符号化単位は、同一の符号化情報を保有している予測単位及び最小単位を一つ以上含んでもよい。
【０１５９】
従って、隣接したデータ単位同士それぞれ保有している符号化情報を確認すれば、同一の符号化深度の符号化単位に含まれるか否かが確認される。また、データ単位が保有している符号化情報を利用すれば、当該符号化深度の符号化単位を確認することができるので、最大符号化単位内の符号化深度の分布が類推される。
【０１６０】
従って、その場合、現在符号化単位が周辺データ単位を参照して予測する場合、現在符号化単位に隣接する深度別符号化単位内のデータ単位の符号化情報が直接参照されて利用される。
【０１６１】
他の実施形態で、現在符号化単位が周辺符号化単位を参照して予測符号化が行われる場合、隣接する深度別符号化単位の符号化情報を利用し、深度別符号化単位内で現在符号化単位に隣接するデータが検索されることによって、周辺符号化単位が参照される。
【０１６２】
図１３は、表１の符号化モード情報による符号化単位、予測単位及び変換単位の関係を図示している。
【０１６３】
最大符号化単位１３００は、符号化深度の符号化単位１３０２，１３０４，１３０６，１３１２，１３１４，１３１６，１３１８を含む。このうち１つの符号化単位１３１８は、符号化深度の符号化単位であるので、分割情報が０に設定される。サイズ２Ｎｘ２Ｎの符号化単位１３１８のパーティションタイプ情報は、パーティションタイプ２Ｎｘ２Ｎ  １３２２，２ＮｘＮ  １３２４，Ｎｘ２Ｎ  １３２６，ＮｘＮ  １３２８，２ＮｘｎＵ  １３３２，２ＮｘｎＤ  １３３４，ｎＬｘ２Ｎ  １３３６及びｎＲｘ２Ｎ  １３３８のうち一つに設定される。
【０１６４】
変換単位分割情報（ＴＵ  size  flag）は、変換インデックスの一種であり、変換インデックスに対応する変換単位の大きさは、符号化単位の予測単位タイプまたはパーティションタイプによって変更されもする。
【０１６５】
例えば、パーティションタイプ情報が、対称形パーティションタイプ２Ｎｘ２Ｎ  １３２２，２ＮｘＮ  １３２４，Ｎｘ２Ｎ  １３２６及びＮｘＮ  １３２８のうち一つに設定されている場合、変換単位分割情報が０であるならば、サイズ２Ｎｘ２Ｎの変換単位１３４２が設定され、変換単位分割情報が１であるならば、サイズＮｘＮの変換単位１３４４が設定される。
【０１６６】
パーティションタイプ情報が、非対称形パーティションタイプ２ＮｘｎＵ  １３３２，２ＮｘｎＤ  １３３４，ｎＬｘ２Ｎ  １３３６及びｎＲｘ２Ｎ  １３３８のうち一つに設定された場合、変換単位分割情報（ＴＵ  size  flag）が０であるならば、サイズ２Ｎｘ２Ｎの変換単位１３５２が設定され、変換単位分割情報が１であるならば、サイズＮ／２ｘＮ／２の変換単位１３５４が設定されもする。
【０１６７】
図１３を参照して説明した変換単位分割情報（ＴＵ  size  flag）は、０または１の値を有するフラグであるが、一実施形態による変換単位分割情報が１ビットのフラグに限定されるのではなく、設定によって、０、１、２、３、…などに増加させ、変換単位が階層的に分割されもする。変換単位分割情報は、変換インデックスの一実施形態として利用されもする。
【０１６８】
この場合、一実施形態による変換単位分割情報を、変換単位の最大サイズ、変換単位の最小サイズと共に利用すれば、実際に利用された変換単位の大きさが表現されもする。一実施形態によるビデオ符号化装置１００は、最大変換単位サイズ情報、最小変換単位サイズ情報及び最大変換単位分割情報を符号化することができる。符号化された最大変換単位サイズ情報、最小変換単位サイズ情報及び最大変換単位分割情報は、ＳＰＳに挿入される。一実施形態によるビデオ復号化装置２００は、最大変換単位サイズ情報、最小変換単位サイズ情報及び最大変換単位分割情報を利用し、ビデオ復号化に利用することができる。
【０１６９】
例えば、（ａ）現在符号化単位がサイズ６４ｘ６４であり、最大変換単位サイズが３２ｘ３２であるならば、（ａ−１）変換単位分割情報が０であるとき、変換単位の大きさが３２ｘ３２、（ａ−２）変換単位分割情報が１であるとき、変換単位の大きさが１６ｘ１６、（ａ−３）変換単位分割情報が２であるとき、変換単位の大きさが８ｘ８に設定される。
【０１７０】
他の例で、（ｂ）現在符号化単位がサイズ３２ｘ３２であり、最小変換単位サイズが３２ｘ３２であるならば、（ｂ−１）変換単位分割情報が０であるとき、変換単位の大きさが３２ｘ３２に設定され、変換単位の大きさが３２ｘ３２より小さくなることはないので、それ以上の変換単位分割情報が設定されることがない。
【０１７１】
さらに他の例で、（ｃ）現在符号化単位がサイズ６４ｘ６４であり、最大変換単位分割情報が１であるならば、変換単位分割情報は、０または１であり、他の変換単位分割情報が設定されることがない。
【０１７２】
従って、最大変換単位分割情報を、「ＭａｘTransformSizeIndex」、最小変換単位サイズを、「ＭｉｎTransformSize」、変換単位分割情報が０である場合の変換単位サイズを、「RootTuSize」と定義するとき、現在符号化単位で可能な最小変換単位サイズ「ＣｕｒｒＭｉｎTuSize」は、以下の数式（１）のように定義される。
【０１７３】
ＣｕｒｒＭｉｎTuSize
＝ｍａｘ（ＭｉｎTransformSize，RootTuSize／（２＾ＭａｘTransformSizeIndex））    （１）
現在符号化単位で可能な最小変換単位サイズ「ＣｕｒｒＭｉｎTuSize」と比較し、変換単位分割情報が０である場合の変換単位サイズである「RootTuSize」は、システム上採択可能な最大変換単位サイズを示すことができる。すなわち、数式（１）によれば、「RootTuSize／（２＾ＭａｘTransformSizeIndex）」は、変換単位分割情報が０である場合の変換単位サイズである「RootTuSize」を最大変換単位分割情報に相応する回数ほど分割した変換単位サイズであり、「ＭｉｎTransformSize」は、最小変換単位サイズであるので、これらのうち小さい値が、現在符号化単位で可能な最小変換単位サイズ「ＣｕｒｒＭｉｎTuSize」である。
【０１７４】
一実施形態による最大変換単位サイズRootTuSizeは、予測モードによって変わりもする。
【０１７５】
例えば、現在予測モードがインターモードであるならば、RootTuSizeは、以下の数式（２）によって決定されもする。数式（２）で、「ＭａｘTransformSize」は、最大変換単位サイズ、「ＰＵSize」は、現在予測単位サイズを示す。
【０１７６】
RootTuSize＝ｍｉｎ（ＭａｘTransformSize，ＰＵSize）      （２）
すなわち、現在予測モードがインターモードであるならば、変換単位分割情報が０である場合の変換単位サイズである「RootTuSize」は、最大変換単位サイズ及び現在予測単位サイズのうち小さい値に設定される。
【０１７７】
現在パーティション単位の予測モードが、イントラモードであるならば、「RootTuSize」は、下記の数式（３）によって決定されもする。「PartitionSize」は、現在パーティション単位の大きさを示す。
【０１７８】
RootTuSize＝ｍｉｎ（ＭａｘTransformSize、PartitionSize）      （３）
すなわち、現在予測モードがイントラモードであるならば、変換単位分割情報が０である場合の変換単位サイズである「RootTuSize」は、最大変換単位サイズ及び現在パーティション単位サイズのうち小さい値に設定されもする。
【０１７９】
ただし、パーティション単位の予測モードによって変わる一実施形態による現在最大変換単位サイズ「RootTuSize」は、一実施形態であるのみ、現在最大変換単位サイズを決定する要因がこれに限定されるものではないということに留意しなければならない。
【０１８０】
図１４は、本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ符号化方法のフローチャートである。
【０１８１】
段階１２１０で、現在ピクチャは、少なくとも１つの最大符号化単位に分割される。また、可能な全分割回数を示す最大深度があらかじめ設定されもする。
【０１８２】
段階１２２０で、深度ごとに、最大符号化単位の領域が分割された少なくとも１つの分割が符号化され、少なくとも１つの分割領域別に、最終符号化結果が出力される深度が決定され、ツリー構造による符号化単位が決定される。
【０１８３】
最大符号化単位は、深度が深くなるたびに、空間的に分割され、下位深度の符号化単位に分割される。それぞれの符号化単位は、隣接する他の符号化単位と独立して、空間的に分割されつつ、さらに下位深度の符号化単位に分割される。深度別に符号化単位ごとに反復して符号化が行われなければならない。
【０１８４】
また、深度別符号化単位ごとに、符号化誤差が最小であるパーティションタイプ別変換単位が決定されなければならない。符号化単位の最小符号化誤差を発生させる符号化深度が決定されるために、全ての深度別符号化単位ごとに符号化誤差が測定されて比較されもする。
【０１８５】
符号化単位の決定過程において、符号化単位の変換のための変換単位が決定されもする。一実施形態による変換単位は、符号化単位の変換による誤差を最小化するデータ単位で決定される。
【０１８６】
段階１２３０で、最大符号化単位ごとに少なくとも１つの分割領域別に最終符号化結果である映像データと、符号化深度及び符号化モードについての情報とが出力される。一実施形態による符号化モードについての情報は、符号化深度についての情報または分割情報、予測単位のパーティションタイプ情報、予測モード情報、変換単位サイズ情報及び変換インデックス情報などを含んでもよい。
【０１８７】
一実施形態による、シーケンス、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰなどのデータ単位ごとに、符号化単位の大きさ及び可変深度に係わる符号化単位構造情報が、ビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ、ＰＰＳのうち少なくとも一つに挿入されて出力される。一実施形態による符号化単位の大きさ及び可変深度に係わる符号化単位構造情報は、可変深度についての情報、符号化単位の最大サイズについての情報、符号化単位の最小サイズについての情報のうち少なくとも１つの情報を含んでもよい。一実施形態による可変深度は、現在符号化単位について許容される最大深度だけではなく、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数または深度の変化量のうち少なくとも一つを含んでもよい。
【０１８８】
一実施形態による符号化された符号化モードについての情報、符号化単位の大きさ、可変深度に係わる符号化単位構造情報及び分割情報などは、ビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ、ＰＰＳなどに挿入され、符号化された映像データと共に復号化端に伝送される。
【０１８９】
図１５は、本発明の一実施形態による、ツリー構造による符号化単位に基づくビデオ復号化方法のフローチャートである。
【０１９０】
段階１３１０で、符号化されたビデオに係わるビットストリームが受信されてパージングされる。段階１３２０で、パージングされたビットストリームから、最大サイズの最大符号化単位に割り当てされる現在ピクチャの映像データ及び最大符号化単位別符号化深度及び符号化モードについての情報と、符号化単位の大きさ可変深度に係わる符号化単位構造情報と、が抽出される。一実施形態による符号化深度及び符号化モードについての情報、符号化単位構造情報及び分割情報などは、ビットストリームのヘッダ、ＳＰＳ、ＰＰＳなどから抽出されもする。
【０１９１】
最大符号化単位別符号化深度は、現在ピクチャの符号化過程で、最大符号化単位別に符号化誤差が最小である深度に選択された深度である。最大符号化単位別符号化は、最大符号化単位を深度別に階層的に分割した少なくとも１つのデータ単位に基づいて、映像データが符号化されたのである。
【０１９２】
一実施形態による符号化深度及び符号化モードについての情報によれば、最大符号化単位が、ツリー構造による符号化単位に分割されもする。ツリー構造による符号化単位による符号化単位は、それぞれ符号化深度の符号化単位である。従って、符号化単位別符号化深度を把握した後、それぞれの映像データを復号化することによって、映像の符号化／復号化の効率性が向上することができる。
【０１９３】
一実施形態による符号化単位の大きさ可変深度に係わる符号化単位構造情報から、ピクチャ、スライスまたはＧＯＰのデータ単位ごとに決定された可変深度についての情報、符号化単位の最大サイズについての情報及び符号化単位の最小サイズについての情報のうち少なくとも二つ以上の情報が抽出されもする。一実施形態による可変深度は、現在符号化単位について許容される最大深度だけではなく、最小サイズの符号化単位の最下位深度、深度レベルの個数または深度の変化量を示すこともできる。
【０１９４】
符号化情報のうち、現在ツリー構造の符号化単位に係わる可変深度についての情報、符号化単位の大きさについての情報のうち少なくとも２以上の情報に基づいて、現在ツリー構造の符号化単位の最大サイズ及び最小サイズが決定されもする。
【０１９５】
また、符号化モードについての情報のうち、変換インデックスに基づいて、符号化単位内のツリー構造による変換単位が決定されもする。
【０１９６】
段階１３３０で、最大符号化単位別符号化深度及び符号化モードについての情報に基づいて、それぞれの最大符号化単位の映像データが復号化される。復号化された映像データは、再生装置によって再生されたり、記録媒体に保存されたり、ネットワークを介して伝送されもする。
【０１９７】
一方、前述の本発明の実施形態は、コンピュータで実行されるプログラムに作成可能であり、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用し、前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現されもする。前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ（read  only  memory）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（digital  versatile  disc）など）のような記録媒体を含む。
【０１９８】
以上、本発明についてその望ましい実施形態を中心に説明した。本発明が属する技術分野で当業者であるならば、本発明が本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態で具現されるということを理解することができるであろう。よって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異は、本発明に含まれたものであると解釈されなければならないのである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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