KR101525325B1 - 인트라 예측 모드 결정 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
인트라 예측 모드 결정 방법 및 그 장치가 개시된다. 인트라 예측 모드 결정 방법은 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 통해 후보 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 및 상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 결정된 후보 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 통해 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 인접한 블록을 이용하여 최적의 인트라 모드를 결정할 수 있는 인트라 예측 모드 결정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
기술 발전으로, 비디오 성능은 나날이 발전하고 있으며, 디바이스들은 비디오 정보를 더 효율적으로 송신 및 수신하고, 보다 고화질의 비디오 정보를 효율적으로 처리하도록 발전하고 있으며, 최근에는 새로운 비디오 압축 표준으로 HEVC(high efficiency video coding)가 확정되었다.
비디오 압축 기술은 공간적 예측 및 시간적 예측을 수행하여 비디오 프레임 내에 내재된 중복을 감소시키거나 제거하고 있다. H.264/AVC의 경우 9가지의 인트라 예측 모드에 따른 공간적 예측을 통해 내재된 중복을 제거하도록 하였으며, HEVC의 경우 35가지 인트라 예측 모드를 통해 공간적 예측을 수행하도록 지원하고 있다. 비디오 압축 기술의 발전에 따라 공간적 예측을 위한 방법 또한 복잡해지고 있으며, 그로 인해 연산량 자체도 기하급수적으로 증가하고 있는 실정이다.
본 발명은 인접한 블록을 이용하여 최적의 인트라 모드를 결정하여 동영상을 코딩할 수 있는 인트라 예측 모드 결정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 인접한 블록의 베스트 인트라 모드를 이용하여 상대적으로 유력한 인트라 예측 모드 후보에 대해 비트율 왜곡 최적화(RDO: rate distortion optimization)를 수행하여 최종 인트라 예측 모드를 결정할 수 있는 인트라 예측 모드 결정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 인접한 블록을 이용하여 최적의 인트라 모드를 결정하여 동영상을 코딩할 수 있는 인트라 예측 모드 결정 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 통해 후보 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 및 상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 결정된 후보 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 통해 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 인트라 예측 모드 결정 방법이 제공될 수 있다.
상기 후보 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는, 상기 제1 인트라 예측 계산 결과 코스트가 낮은 순으로 정렬한 후 상위 N(자연수)개의 이용 가능한 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다.
상기 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는, 상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 후보 인트라 예측 모드가 존재하면, 하위 정렬된 나머지 후보 인트라 예측 모드에 대해서는 상기 제2 인트라 예측 계산을 스킵(skip)할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들에 대한 제1 인트라 예측 계산을 통해 코스트가 낮은 순으로 정렬하는 단계; 및 상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 통해 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 인트라 예측 모드 결정 방법이 제공될 수 있다.
상기 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는, 상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 이용 가능한 인트라 예측 모드가 존재하면, 하위 정렬된 나머지 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대한 제2 인트라 예측 계산은 스킵(skip)할 수 있다.
상기 제1 인트라 예측 계산은 상기 제2 인트라 예측 계산보다 계산 복잡도가 낮다.
상기 제1 인트라 예측 계산은 절대값 변환 오차(SATD: sum of absolute transform difference)를 계산하는 것이고, 상기 제2 인트라 예측 계산은 비트율 왜곡(rate distortion) 계산일 수 있다.
상기 인접한 블록은 상기 타겟 블록과 인접한 좌측 블록과 인접한 상위 블록일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 인접한 블록을 이용하여 최적의 인트라 모드를 결정하여 동영상을 코딩할 수 있는 인트라 예측 모드 결정 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 수행하는 제1 계산부; 상기 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드들 중 후보 인트라 예측 모드를 결정하는 후보 결정부; 상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 결정된 후보 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 수행하는 제2 계산부; 및 상기 제2 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 모드 결정부를 포함하는 인트라 예측 모드 결정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 수행하는 제1 계산부; 상기 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 코스트가 낮은 순으로 정렬하는 정렬부; 상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 수행하는 제2 계산부; 및 상기 제2 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 모드 결정부를 포함하는 인트라 예측 모드 결정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법 및 그 장치를 제공함으로써, 본 발명은 인접한 블록을 이용하여 최적의 인트라 모드를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명은 인접한 블록의 베스트 인트라 모드를 이용하여 상대적으로 유력한 인트라 예측 모드 후보에 대해 비트율 왜곡 최적화(RDO: rate distortion optimization)를 수행하여 최종 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
이를 통해 본 발명은 동영상 코딩시 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 비트율 왜곡 최적화에 따른 연산량을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 코딩 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 HEVC 인트라 예측 모드를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 인트라 예측부의 상세 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드에 따른 제1 인트라 예측 계산 방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도.
도 8은 타겟 블록의 크기에 따른 제2 인트라 예측 계산(RDO)를 위해 필요한 인트라 예측 모드의 수에 대한 확률을 나타낸 표.
9는 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 최적 인트라 예측 모드 결정을 위해 필요한 평균 인트라 예측 모드의 수를 나타낸 표.
10은 HEVC 레퍼런스와 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 결정에 따른 Bjontegaard delta bit rate(BD-BR)와 그에 따른 시간을 나타낸 표.
11 및 도 12은 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 RD 커브를 나타낸 그래프.
도 2는 HEVC 인트라 예측 모드를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 인트라 예측부의 상세 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드에 따른 제1 인트라 예측 계산 방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도.
도 8은 타겟 블록의 크기에 따른 제2 인트라 예측 계산(RDO)를 위해 필요한 인트라 예측 모드의 수에 대한 확률을 나타낸 표.
9는 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 최적 인트라 예측 모드 결정을 위해 필요한 평균 인트라 예측 모드의 수를 나타낸 표.
10은 HEVC 레퍼런스와 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 결정에 따른 Bjontegaard delta bit rate(BD-BR)와 그에 따른 시간을 나타낸 표.
11 및 도 12은 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 RD 커브를 나타낸 그래프.
본 발명은 다양한 변환을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 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 출원에서, "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.
본 발명은 동영상 코딩에서 타겟 블록에 대한 이용 가능한 인트라 예측 모드들 중 최적 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 것이다. 이하에서, 타겟 블록은 고효율 동영상 코딩(HEVC: high efficiency video coding, 이하 HEVC라 칭하기로 함)의 경우 인코딩 단위인 CU(coding unit)일 수 있으며, 크기는 64 X 64, 32 X 32, 16 X 16, 8 X 8 등일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이용 가능한 인트라 예측 모드는 HEVC의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 35가지 인트라 예측 모드가 지원되는 경우, 35가지 인트라 예측 모드일 수 있다. 35가지 인트라 예측 모드 각각은 이미 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 동영상 코딩에서 기본적으로 지원되는 모든 인트라 예측 모드들(HEVC의 경우 35가지 인트라 예측 모드들) 중 타겟 블록에 최적의 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 것으로, 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 이용 가능한 인트라 예측 모드를 이용하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 후보의 수를 최소화하여 성능 감소는 최소화하면서도 연산량을 감소시켜 수행 시간을 단축시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 코딩 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 코딩 장치(100)는 엔트로피 디코딩부(110), 역양자화부(115), 역변환부(120), 모션 보상부(125), 인트라 예측부(130) 및 프레임 저장부(135)를 포함하여 구성된다.
엔트로피 디코딩부(110)는 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여 양자화된 계수를 출력하기 위한 수단이다.
모션 보상부(125)는 움직임 벡터 및 프레임 저장부(135)에 저장되어 있는 레퍼런스 프레임을 이용하여 모션 보상을 수행하여 예측 블록을 생성하기 위한 수단이다.
인트라 예측부(130)는 현재 블록 이전에 복호된 블록들의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 통해 예측 블록을 생성하기 위한 수단이다.
보다 상세하게, 인트라 예측부(130)는 현재 블록 이전에 복호된 블록들의 픽셀값을 이용하여 이용 가능한 인트라 예측 모드들 중 최적의 인트라 예측 모드를 결정하고, 결정된 인트라 예측 모드에 따른 공간적 예측을 통해 예측 블록을 생성할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 도 3 및 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
역양자화부(115)는 엔트로피 디코딩부(110)를 통해 복호된 양자화 계수를 역 양자화하기 위한 수단이다.
역변환부(120)는 역양자화된 계수를 역변환하기 위한 수단이다. 역변환부(120)는 인트라 예측부(130)에 의해 결정된 최적 인트라 예측 모드에 따라 역양자화된 계수를 역변환할 수도 있다.
프레임 저장부(135)는 레퍼런스 프레임들을 저장하기 위한 수단이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 인트라 예측부의 상세 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드에 따른 제1 인트라 예측 계산 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부(130)는 후보 결정부(315) 및 모드 결정부(325)를 포함하여 구성된다.
제1 계산부(310)는 타겟 블록(즉, 현재 블록)를 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 수행한 후 제1 인트라 예측 계산을 수행하기 위한 수단이다.
예를 들어, 동영상 코딩이 HEVC라고 가정하면, 후보 결정부(315)는 타겟 블록을 대상으로 35개 인트라 예측 모드에 따라 각각 제1 인트라 예측 계산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 계산부(310)는 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드 각각에 따라 절대값 변환 오차(SATD: sum of absolute transform difference)를 계산할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 인트라 예측 모드가 도 4의 (a)와 같은 방향이라고 가정하자. 제1 계산부(310)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 타겟 블록과 타겟 블록에 인접한 상위 픽셀들을 이용하여 SATD 계산을 수행할 수 있다.
제2 인트라 예측 모드가 도 4의 (b)와 같은 방향이라고 가정하면, 제1 계산부(310)는 타겟 블록과 타겟 블록의 주변 상위 픽셀들을 이용하여 SATD를 계산할 수 있다.
제1 계산부(310)는 동영상 코딩에서 기본적으로 제공되는 인트라 예측 모드 각각에 대해 제1 인트라 예측 계산(즉, SATD)을 수행할 수 있다.
후보 결정부(315)는 제1 인트라 예측 계산에 따른 결과를 이용하여 코스트가 낮은 순으로 이용 가능한 인트라 예측 모드를 정렬한 후 상위 N(자연수)개의 이용 가능한 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드로 결정한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 후보 결정부(315)는 타겟 블록의 크기에 따라 후보 인트라 예측 모드의 수를 상이하게 결정할 수 있다.
예를 들어, 타겟 블록의 크기가 64 X 64인 경우, 후보 결정부(315)는 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들 중 상위 3개의 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다.
그러나, 만일 타겟 블록의 크기가 4 X 4인 경우, 후보 결정부(315)는 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들 중 상위 8개의 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드로 결정할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 후보 결정부(315)는 제1 인트라 예측 계산에 따른 결과를 이용하여 절대값 변환 오차의 차이를 기준으로 후보 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있다.
즉, 후보 결정부(315)는 정렬된 인트라 예측 모드들의 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여, 상위 인트라 예측 모드와 제1 인트라 예측 계산 결과의 차이가 임계치 이내인 경우 후보 인트라 예측 모드로 선정할 수 있다. 즉, 후보 결정부(315)는 정렬된 상위 인트라 예측 모드의 제1 인트라 예측 계산 결과와의 차이가 임계치 이상인 경우 나머지 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드에서 제외시킬 수 있다.
제2 계산부(320)는 후보 결정부(315)에 의해 결정된 후보 인트라 예측 모드들에 대해 제2 인트라 예측 계산을 수행하기 위한 수단이다. 여기서, 제2 인트라 예측 계산은 비트율 왜곡(RD: rate distortion, 이하 RD라 칭하기로 함) 계산일 수 있다. RD 계산은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제2 계산부(320)는 후보 인트라 예측 모드 각각에 대해 타겟 블록에 대한 RD를 계산할 수 있다.
이때, 제2 계산부(320)는 결정된 후보 인트라 예측 모드에 대해 순차적으로 제2 인트라 예측 계산을 수행함에 있어, 타겟 블록에 인접한 블록(예를 들어, 상위 블록 또는 좌측 블록)의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 후보 인트라 예측 모드가 존재하면, 해당 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 후보 인트라 예측 모드까지만 제2 인트라 예측 계산을 수행하고 나머지 후보 인트라 예측 모드에 대해서는 제2 인트라 예측 계산을 수행하지 않고 건너뛸 수 있다.
모드 결정부(325)는 제2 계산부(320)에 의해 계산된 후보 인트라 예측 모드 각각에 대한 제2 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 코스트가 최저인 모드를 최적 인트라 예측 모드로 결정하기 위한 수단이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측부(130)는 제1 계산부(510), 정렬부(515), 제2 계산부(520) 및 모드 결정부(525)를 포함하여 구성된다.
제1 계산부(510), 제2 계산부(520) 및 모드 결정부(525)는 도 3에서 설명한 구성과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 하며 상이한 구성 및 기능에 대해서만 설명하기로 한다.
정렬부(515)는 제1 계산부(510)에 의해 계산된 이용 가능한 인트라 예측 모드들에 대한 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 코스트가 낮은 순으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 정렬한다.
제2 계산부(520)는 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대해 순차적으로 제2 인트라 예측 계산을 수행한다. 이때, 제2 계산부(520)는 타겟 블록과 인접한 블록(예를 들어, 상위 블록 및 좌측 블록)의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 이용 가능한 인트라 예측 모드가 존재하면, 해당 이용 가능한 인트라 예측 모드까지만 제2 인트라 예측 계산을 수행하고 나머지 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대해서는 제2 인트라 예측 계산을 건너뛴다.
보다 상세히 설명하면, 예를 들어, 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 편의상 제1 인트라 예측 모드, 제2 인트라 예측 모드, …., 제M 인트라 예측 모드라 칭하기로 하자. 여기서, M은 자연수일 수 있다. 동영상 코딩이 HEVC인 경우, M은 35일 수 있다.
타겟 블록에 인접한 상위 블록의 최적 인트라 예측 모드가 예를 들어, 제2 인트라 예측 모드라고 가정하자. 제2 계산부(520)는 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드까지만 제2 인트라 예측 계산을 수행하고, 나머지 제3 인트라 예측 모드 내지 제M 인트라 예측 모드에 대해서는 제2 인트라 예측 계산을 건너뛸 수 있다.
다른 예를 들어, 타겟 블록의 인접한 상위 블록의 최적 인트라 예측 모드가 예를 들어, 제2 인트라 예측 모드이고, 좌측 인트라 예측 모드가 제1 인트라 예측 모드라고 가정하자. 이때, 제2 계산부(520)는 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드들과 동일한 제1 인트라 예측 모드까지만 제2 인트라 예측 계산을 수행하거나 나머지 제2 인트라 예측 모드 내지 제M 인트라 예측 모드에 대해서는 제2 인트라 예측 계산을 건너뛸 수 있다.
이와 같은 방식으로 제2 계산부(520)는 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 대상으로 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 최상위 이용 가능한 인트라 예측 모드(또는 후보 인트라 예측 모드)까지만 제2 인트라 예측 계산을 수행하고 나머지 이용 가능한 인트라 예측 모드(또는 후보 인트라 예측 모드)에 대해서는 복잡한 연산을 필요로 하는 제2 인트라 예측 계산(RD)을 건너뛰도록 하여 수행 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서 수행되는 각각의 장치는 동영상 코딩 장치(100)의 내부에 포함된 인트라 예측부(130)을 통해 수행될 수 있으며, 이하에서는 인트라 예측 모드 결정 장치(600)로 통칭하여 설명하기로 한다.
단계 610에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드 각각에 대해 제1 인트라 예측 계산을 수행한다. 이미 전술한 바와 같이, 각 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대응하여 타겟 블록에 대해 각각 제1 인트라 예측 계산을 수행할 수 있다.
단계 615에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 코스트가 낮은 순으로 이용 가능한 인트라 예측 모드를 정렬한다.
즉, 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 각 이용 가능한 인트라 예측 모드 각각에 대해 타겟 블록에 대한 SATD를 계산한 후 SATD가 낮은 순으로(내림차순)으로 이용 가능한 인트라 예측 모드를 정렬할 수 있다.
단계 620에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들 중 상위 N개의 이용 가능한 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드로 결정한다.
이어, 단계 625에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 결정된 후보 인트라 예측 모드 각각에 대해 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산(예를 들어, RD 계산)을 수행한다.
이어, 단계 630에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 현재 제2 인트라 예측 계산을 수행하는 후보 인트라 예측 모드와 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드가 동일한지 여부를 판단한다.
만일 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일하지 않으면, 단계 625로 진행하여 하위 후보 인트라 예측 모드에 대한 제2 인트라 예측 계산을 수행한다.
그러나 만일 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일하면, 단계 630에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 하위 후보 인트라 예측 모드에 대한 제2 인트라 예측 계산을 건너 뛴다.
이어, 단계 635에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 제2 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 코스트가 가장 낮은 후보 인트라 예측 모드를 타겟 블록에 대한 최적 인트라 예측 모드로 결정한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8은 타겟 블록의 크기에 따른 제2 인트라 예측 계산(RDO)를 위해 필요한 인트라 예측 모드의 수에 대한 확률을 나타낸 표이고, 도 9는 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 최적 인트라 예측 모드 결정을 위해 필요한 평균 인트라 예측 모드의 수를 나타낸 표이며, 도 10은 HEVC 레퍼런스와 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 결정에 따른 Bjontegaard delta bit rate(BD-BR)와 그에 따른 시간을 나타낸 표이고, 도 11 및 도 12은 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 RD 커브를 나타낸 그래프이다.
단계 710에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드 각각에 대해 제1 인트라 예측 계산을 수행한다. 이미 전술한 바와 같이, 각 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대응하여 타겟 블록에 대해 각각 제1 인트라 예측 계산을 수행할 수 있다.
단계 715에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 코스트가 낮은 순으로 이용 가능한 인트라 예측 모드를 정렬한다.
즉, 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 각 이용 가능한 인트라 예측 모드 각각에 대해 타겟 블록에 대한 SATD를 계산한 후 SATD가 낮은 순으로(내림차순)으로 이용 가능한 인트라 예측 모드를 정렬할 수 있다.
이어, 단계 720에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드 각각에 대해 정렬된 순서대로 순차적으로 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산(예를 들어, RD 계산)을 수행한다.
이어, 단계 725에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 현재 제2 인트라 예측 계산을 수행하는 이용 가능한 인트라 예측 모드와 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드가 동일한지 여부를 판단한다.
만일 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일하지 않으면, 단계 720로 진행하여 하위 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대한 제2 인트라 예측 계산을 수행한다.
그러나 만일 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일하면, 단계 725에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 정렬된 하위 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대한 제2 인트라 예측 계산을 건너 뛴다.
이어, 단계 730에서 인트라 예측 모드 결정 장치(600)는 제2 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 코스트가 가장 낮은 이용 가능한 인트라 예측 모드를 타겟 블록에 대한 최적 인트라 예측 모드로 결정한다.
도 8은 타겟 블록의 크기에 따른 제2 인트라 예측 계산(RDO)를 위해 필요한 인트라 예측 모드의 수에 대한 확률을 나타낸 것으로, 타겟 블록과 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드의 후보가 겹치는 확률을 나타낸다.
도 9는 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 최적 인트라 예측 모드 결정을 위해 필요한 평균 인트라 예측 모드의 수를 나타낸다. 예를 들어, 타겟 블록의 크기가 64 X 64인 경우, 종래는 약 4.55개의 인트라 예측 모드에 대해 제2 인트라 예측 계산(즉, RDO과정)을 수행하지만 본 발명의 경우, 단지 2.47개의 인트라 예측 모드에 대해서만 제2 인트라 예측 계산(RDO과정)을 수행하는 것으로, 연산량이 상당히 많이 감소한 것을 알 수 있다.
또한, 도 10은 HEVC 레퍼런스와 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 결정에 따른 Bjontegaard delta bit rate(BD-BR)와 그에 따른 시간을 측정하여 정리한 것으로, 수행 시간이 약 30.6% 감소하였으나, 성능 감소는 현저하게 작은 것을 알 수 있다.
도 11은 StemLocomotive 레퍼런스 영상에 대해 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 RD 커브를 나타낸이고, 도 12는 BasketballDrive 레퍼런스 영상에 대해 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 RD 커브를 나타낸 것으로, 종래와 비교하여 RD 커브가 거의 일치하는 것을 알 수 있다. 즉, 도 11 및 도 12에 의해 본 발명의 일 실시예와 같이 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 후보 인트라 예측 모드까지만 제2 인트라 예측 계산을 수행하고 나머지는 생략하더라도 성능 감소는 무시해도 될 정도로 매우 작은 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
310: 제1 계산부
315: 후보 결정부
320: 제2 계산부
325: 모드 결정부
315: 후보 결정부
320: 제2 계산부
325: 모드 결정부
Claims (11)
- 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 통해 상기 제1 인트라 예측 계산 결과 코스트가 낮은 순으로 정렬한 후 상위 N(자연수)개의 이용 가능한 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드로 결정하는 후보 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 및
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 결정된 후보 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 통해 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하되,
상기 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는,
상기 후보 인트라 예측 모드들 중 상기 제1 인트라 예측 계산 결과 코스트가 낮은 인트라 예측 모드부터 상기 제2 인트라 예측 계산을 수행하되,
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 후보 인트라 예측 모드가 존재하면, 하위 정렬된 나머지 후보 인트라 예측 모드에 대해서는 상기 제2 인트라 예측 계산을 스킵(skip)하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법. - 삭제
- 삭제
- 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들에 대한 제1 인트라 예측 계산을 통해 코스트가 낮은 순으로 정렬하는 단계; 및
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 통해 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하되,
상기 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는,
상기 제1 인트라 예측 계산 결과 코스트가 낮은 이용 가능한 인트라 예측 모드부터 상기 제2 인트라 예측 계산을 수행하되,
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 이용 가능한 인트라 예측 모드가 존재하면, 하위 정렬된 나머지 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대한 제2 인트라 예측 계산은 스킵(skip)하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법. - 삭제
- 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제1 인트라 예측 계산은 상기 제2 인트라 예측 계산보다 계산 복잡도가 낮은 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 제1 인트라 예측 계산은 절대값 변환 오차(SATD: sum of absolute transform difference)를 계산하는 것이고,
상기 제2 인트라 예측 계산은 비트율 왜곡(rate distortion) 계산인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법. - 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 인접한 블록은 상기 타겟 블록과 인접한 좌측 블록과 인접한 상위 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법. - 제1 항 또는 제4 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
- 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 수행하는 제1 계산부;
상기 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 상기 제1 인트라 예측 계산 결과 코스트가 낮은 순으로 정렬한 후 상위 N(자연수)개의 이용 가능한 인트라 예측 모드를 후보 인트라 예측 모드를 결정하는 후보 결정부;
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 결정된 후보 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 수행하는 제2 계산부; 및
상기 제2 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 모드 결정부를 포함하되,
상기 제2 계산부는,
상기 후보 인트라 예측 모드들 중 상기 제1 인트라 예측 계산 결과 코스트가 낮은 인트라 예측 모드부터 상기 제2 인트라 예측 계산을 수행하되,
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 후보 인트라 예측 모드가 존재하면, 하위 정렬된 나머지 후보 인트라 예측 모드에 대해서는 상기 제2 인트라 예측 계산을 스킵(skip)하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치. - 타겟 블록을 대상으로 이용 가능한 인트라 예측 모드들 각각에 대한 제1 인트라 예측 계산을 수행하는 제1 계산부;
상기 제1 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 코스트가 낮은 순으로 정렬하는 정렬부;
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 상기 정렬된 이용 가능한 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 타겟 블록에 대한 제2 인트라 예측 계산을 수행하는 제2 계산부; 및
상기 제2 인트라 예측 계산 결과를 이용하여 최적 인트라 예측 모드를 결정하는 모드 결정부를 포함하되,
상기 제2 계산부는,
상기 제1 인트라 예측 계산 결과 코스트가 낮은 이용 가능한 인트라 예측 모드부터 상기 제2 인트라 예측 계산을 수행하되,
상기 타겟 블록에 인접한 블록의 최적 인트라 예측 모드와 동일한 이용 가능한 인트라 예측 모드가 존재하면, 하위 정렬된 나머지 이용 가능한 인트라 예측 모드에 대한 제2 인트라 예측 계산은 스킵(skip)하는 것을 특징으로 인트라 예측 모드 결정 장치.
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| KR20100121972A (ko) * | 2009-05-11 | 2010-11-19 | 한국과학기술원 | 영상 데이터의 인트라 예측 모드 결정 방법 |
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