KR20130045740A

KR20130045740A - 주변 ｂｌｏｃｋ의 ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅ를 이용한 ｄｅｌｔａＱｐｓｃａｌｉｎｇ 방법

Info

Publication number: KR20130045740A
Application number: KR1020110110147A
Authority: KR
Inventors: 이배근; 권재철
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-05-06

Abstract

현재 CU/PU의 prediction mode와 Left block/above block의 prediction mode가 다를 경우, 주변 block의 Qp 값을 prediction 하였을 때, dQp 값이 커질 확률이 높다. 본 발명에서는 주변 block과 현재 block이 예측모드가 다른 경우, dQp를 표현할 때, scaling 해서 표현하는 방법을 제시하고자 한다. 이 경우에는 JCTVC-F495에서 제안한 것처럼, 1보다 큰 dQp_scale을 사용하여, 표현하면, dQp 값을 signaling하는 정보양을 줄여서, 부호화 성능을 높일 수 있다. 특히 현재 block은 inter mode이고, 주변 left block과 above block이 intra mode인 경우에는, 주변 block의 Qp 값과 현재 block의 Qp 값이 같을 확률이 적기 때문에, dQp 값이 커진다.

Description

주변 ｂｌｏｃｋ의 ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅ를 이용한 ｄｅｌｔａＱｐｓｃａｌｉｎｇ 방법{.}

본 발명은 prediction mode에 관한 것이다.

현재 CU/PU의 prediction mode와 Left block/above block의 prediction mode가 다를 경우, 주변 block의 Qp 값을 prediction 하였을 때, dQp 값이 커질 확률이 높다.

본 발명에서는 주변 block과 현재 block이 예측모드가 다른 경우, dQp를 표현할 때, scaling 해서 표현하는 방법을 제시하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 주변 blcok의 prediction mode를 이용한 delta Qp scaling 방법이 제공된다.

부호화 성능을 높일 수 있다.

도 1은 dQP=1 with different dQP_scale을 나타낸다.
도 2는 주변 block과 현재 block의 prediction type 상관관계에 따른 Qp_scale값을 나타낸다.

I. 기존 방법

1. Adaptive dQp signaling [JCTVC-F495]

기존 방법은 현재 Qp_prediction을 구하고, 현재 Qp 값과의 차이 (dQP)를 전송하는 방법을 사용하고 있다. 아래 식처럼, dQP 에 dQP_scale을 곱하면, dQP의 값을 부호화하는데 들어가는 bit의 양이 줄어드는 장점이 있고, 그 block의 Quality를 미세하게 조정하지 못하게 되는 단점이 존재한다.

QP_curr = QP_pred + dQP * dQP_Scale

도 1은 dQP=1 with different dQP_scale을 나타낸다.

II. 제안 방법

1. 주변 block의 prediction mode 또는 Intra/Inter Mode에 따라, prediction의 dQP_Scale 설정 방법

현재 block의 left block과 above block의 prediction mode와 현재 block의 prediction mode가 다르면, prediction QP value와 현재 block의 prediction QP가 다르고, 그 차이 값이 클 확률이 높다. 이 경우 dQP_scale값을 1보다 큰 값으로 설정하여, dQP 부호화 bit를 줄일 수 있다.

주변 block 과 현재 block의 prediction mode 또는 Intra/Inter Mode 상관관계에 따라 dQP_scale값을 설정하는 방법을 제시하고자 한다.

Left block과 above block의 상관관계에 따라 dQP_scale 값을 결정한다. 현재 block이 intra mode인 경우, left block과 above block이 inter인지 intra인지에 따라 dQP_scale을 다르게 적용할 수 있다.

dQP_scale derivation 방법은 다음과 같다.

1. If ( PredMode(A) = PredMode(L) = PredMode(Curr) ) Qp_scale = 1

2. If (PredMode(A) = PredMode(Curr) and PredMode(L) ≠ PredMode(Curr)) Qp_scale = 1

3. If (PredMode(A) ≠ PredMode(Curr) and PredMode(L) = PredMode(Curr)) Qp_scale = 1

4. If (PredMode(A) = PredMode(L)≠ PredMode(Curr)) Qp_scale = 2

Curr denotes current block, A denotes above block of Curr and L denotes left block of Curr.

도 2는 주변 block과 현재 block의 prediction type 상관관계에 따른 Qp_scale값을 나타낸다.

또는

1. If ( PredMode(A) = PredMode(L) = PredMode(Curr) ) Qp_scale = 1

2. If (PredMode(A) = PredMode(Curr) and PredMode(L) ≠ PredMode(Curr)) Qp_scale = 2

3. If (PredMode(A) ≠ PredMode(Curr) and PredMode(L) = PredMode(Curr)) Qp_scale = 2

4. If (PredMode(A) = PredMode(L)≠ PredMode(Curr)) Qp_scale = 3

III. 인코딩 프로세스

1. 현재 프레임의 새로운 코딩유닛이 입력된다.

A. 코딩유닛(Coding Unit)은 Inter/Intra 예측을 위해 사용되는 영역분할의 기본 단위이다. CU는 항상 정사각형(square)이며, 크기는 8x8 Luma 블록부터 TB(Tree Block, 64x64)까지 될 수 있다. CU는 TB로부터 시작하여 동일한 크기의 4개의 블록으로 순환적으로(recursively) 분할될 수 있다.

B. 예측유닛(PU)은 코딩유닛(CU: Coding Unit)보다 작은 블록이며, 반드시 square일 필요는 없으며, rectangular 형태의 블록일 수도 있다.

i. PU의 Intra 예측은 기본적으로 2N*2N 과 N*N 블록 단위로 수행된다.

2. 인트라 예측에 필요한 참조픽셀을 생성한다.

A. 현재 예측블록에 인접한 왼쪽 블럭의 맨 오른쪽 수직라인상의 픽셀들과 상위 블럭의 맨 아래쪽 수평라인상의 픽셀들이 참조픽셀 생성에 사용된다. 예측블럭의 크기가 N이라면 각 방향에서 2N개의 픽셀을 참조픽셀로 사용한다.

B. 참조픽셀은 그냥 쓸 수도 있고, 스무딩해서 쓸 수도 있으며, 스무딩을 할 경우 이를 시그널링한다.

i. 스무딩하는 경우, AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 사용한다. 필터계수는 [1,2,1], [1,1,4,1,1] 중 하나를 사용한다. 후자의 필터가 더 sharp한 경계면을 제공한다.

ii. 필터를 쓸 건지 말건 지, 그리고 필터를 쓰는 경우 어떤 필터를 쓸건 지를 시그널링한다.

3. 인트라 예측모드를 결정한다.

A. 인트라 예측모드는 PU 단위로 수행된다.

B. 소요 비트율과 왜곡량의 관계를 고려하여 최적의 예측모드를 결정한다.

C. PU 블록 크기에 따라 Luma 성분에 대한 예측모드의 개수는 다음과 같다.

D. 인트라 예측모드의 예측방향은 다음 그림과 같다.

i. 0번은 인접블럭 픽셀값을 수직방향으로, 1번은 수평방향으로, 2번은 현재 PU의 평균밝기값(DC)으로 예측블럭을 생성한다.

ii. 나머지 모드들은 해당 각도에 따라 인접블럭 픽셀값들을 이용하여 예측한다.

E. Chroma 성분의 예측모드를 구한다.

4. 현재 블록의 예측모드를 부호화한다.

i. 현재 블록의 Luma 블록과 Chroma 블록에 대해 예측모드를 부호화한다.

ii. 현재 블록의 예측모드는 인접블록의 예측모드와 상관성이 크기 때문에 인접블록의 예측모드를 이용하여 현재블록의 예측모드를 부호화함으로써 비트량을 절감한다.

iii. 현재 블록의 MPM(Most Probable Mode)을 결정하고, MPM을 이용하여 현재 블록의 예측모드를 부호화한다.

5. 현재 블럭의 픽셀값과 예측블록의 픽셀값을 픽셀단위로 차분을 구해서 Residual 신호를 얻는다.

6. Residual 신호를 변환 부호화한다.

A. 변환부호화 커널은 4x4, 8x8, 16x16, 32x32 를 사용한다.

B. n*n 블록에 대해 변환계수 C는 다음과 같이 계산된다.

C(n,n) = T(n,n) x B(n,n) x T(n,n)^T

C. 변환계수를 양자화한다.

i. 현재 prediction unit이 intra prediction인 경우, intra prediction mode에 따라, Qp를 prediction(PredQp)한다. ,

ii. 주변 block의 prediction type과 현재 block의 prediction type의 상관관계에 따라 dQp_scale값을 설정

1. 현재 block과 주변 block의 Intra/Inter 중 같은 mode를 가지고 있으면, dQp_scale값을 1로 설정

2. 현재 block과 주변 block의 Intra/Inter moderk 같지 않으면, dQp_scale값을 2로 설정

iii. 현재 block의 Qp에서 prediction한 Qp 값(PredQp)을 차분한 dQp값을 부호화한다.

7. Residual 신호와 변환계수 중 어떤 것을 전송할 지 RDO를 통해 결정한다.

A. 예측이 잘된 경우 변환부호화하지 않고 Residual 신호를 그대로 전송할 수 있다.

B. 변환부호화 전/후 코스트함수를 비교하여 코스트가 minimize되는 방법을 선택한다.

C. 현재 블록에 대해 전송할 신호의 타입(Residual 또는 변환계수)을 시그널링한다.

8. 변환계수를 스캔한다.

9. 스캔된 변환계수와 인트라 예측모드를 엔트로피 부호화한다.

IV. 디코딩 프로세스

1. 수신된 비트스트림을 엔트로피 복호화한다.

A. VLC 테이블로부터 블록타입을 알아내고, 현재 블록의 예측모드를 얻는다.

B. 현재 블록에 대해 전송되어 온 신호가 Residual 인지, 아니면 변환계수인지 타입을 알아낸다.

C. 현재 블록에 대한 Residual 신호나 변환계수를 얻는다.

2. 엔트로피 복호화된 Residual 신호나 변환계수를 역스캔(inverse scan)하여 2차원 블록을 생성한다.

A. Residual 신호의 경우, Residual 블록을 생성한다.

B. 변환계수인 경우, 변환블록을 생성한다.

3. 변환계수인 경우, 역양자화, 역변환을 하여 Residual 블록을 얻는다.

A. 역양자화를 수행한다.

i. dQp값을 복호화한다.

ii. 현재 prediction unit이 intra prediction인 경우, intra prediction mode에 따라, Qp를 prediction(PredQp)한다.

iii. 주변 block과 현재 block의 intra/inter mode의 상관관계를 보고, Qp_scale값을 얻어낸다.

iv. 현재 block의 Qp 값을 얻는다. Qp = dQp + PredQp*Qp_scale

B. B(n,n)=T(n,n) x C(n,n) x T(n,n)^T. 또는 B(m,n)=T(m,m) x C(m,n) x T(n,n)^T.

C. 역변환을 통해 Residual 신호를 얻는다.

4. 참조픽셀을 생성한다.

A. 인코더에서 참조픽셀을 생성할 때 스무딩 필터를 썼는지, 썼다면 어떤 타입의 필터를 썼는지 시그널링된 정보를 참조하여 디코더에서 참조픽셀을 생성한다.

B. 현재 예측블록에 인접한, 이미 디코딩되어 재생되어 있는 왼쪽 블럭의 맨 오른쪽 수직라인상의 픽셀들과 상위 블럭의 맨 아래쪽 수평라인상의 픽셀들이 참조픽셀 생성에 사용된다.

C. 인코더에서 사용한 참조픽셀 생성방법에 따라

i. 스무딩된 경우, Adaptive Intra Smoothing 필터를 사용한다.

ii. 필터타입 정보를 이용하여 필터계수는 [1,2,1], [1,1,4,1,1] 중 하나를 선택한다.

5. 예측모드를 이용하여 예측블럭을 생성한다.

A. 엔트로피 복호화된 현재 블록의 예측모드로부터 참조픽셀을 이용하여 예측블럭을 생성한다.

B. 예측블럭의 생성 과정은 인코더의 예측모드 결정에 사용된 과정과 동일하다.

6. 예측블럭 픽셀값과 Residual 블록 픽셀값을 더하여 재생블럭을 생성한다.

Claims

주변 blcok의 prediction mode를 이용한 delta Qp scaling 방법.