KR20140089488A - 비디오의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
부호화되는 현재 블록의 인트라 예측시에 이용되는 주변 픽셀들을 필터링하고 필터링된 주변 픽셀들을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 영상의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치가 개시된다. 색차 성분 블록의 크기 및 적용될 인트라 예측 모드에 기초하여, 원 주변 픽셀 및 필터링된 주변 픽셀 중 참조 픽셀로서 이용되는 주변 픽셀이 결정될 수 있다.
Description
본 발명은 필터링된 주변 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행함으로써 압축 효율을 향상시키는 비디오의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding)와 같은 영상 압축 방식에서는 영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처를 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측 및 인트라 예측에서 이용가능한 모든 부호화 모드에서 각각의 매크로 블록을 부호화한 다음, 매크로 블록의 부호화에 소요되는 비트율과 원 매크로 블록과 복호화된 매크로 블록과의 왜곡 정도에 따라서 부호화 모드를 하나 선택하여 매크로 블록을 부호화한다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 예측 모드에 따라 부호화되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 휘도 성분 블록과 독립적으로 색차 성분 블록의 인트라 예측시에 참조 픽셀로 이용되는 주변 픽셀의 필터링 여부를 결정하기 위한 것이다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법은 비트스트림으로부터 색차 성분의 현재 블록의 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보를 획득하는 단계; 상기 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 상기 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 주변 픽셀을 이용하여, 상기 인트라 예측 모드 정보에 따라서 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치는 색차 성분의 현재 블록의 이전에 복원된 주변 픽셀들을 필터링하여 필터링된 주변 픽셀들을 생성하는 주변 픽셀 필터링부; 비트스트림으로부터 색차 성분의 현재 블록의 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, 상기 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 상기 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정하는 참조 픽셀 결정부; 및 상기 결정된 주변 픽셀을 이용하여, 상기 인트라 예측 모드 정보에 따라서 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법은 부호화되는 색차 성분의 현재 블록의 주변 픽셀들을 필터링하여 필터링된 주변 픽셀들을 획득하는 단계; 상기 현재 블록의 크기 및 수행될 인트라 예측 모드에 기초하여, 상기 필터링된 주변 픽셀들과 원 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 주변 픽셀들을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 색차 성분 블록의 인트라 예측시에 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 경우가 휘도 성분 블록의 인트라 예측시에 비하여 보다 많이 발생되게 함으로써, 색차 성분의 인트라 예측시의 예측 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드들을 나타낸다.
도 16은 도 15의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 예측 각도를 구체적으로 나타낸다.
도 17은 일 실시예에 따라서 도 15의 30번의 인덱스를 갖는 인트라 예측 모드에 대하여 선형 보간을 통해 인트라 예측 모드값을 획득하는 경우를 설명하기 위한 참조도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라서 현재 블록 및 인트라 예측시 이용되는 주변 픽셀을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 픽셀의 필터링 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 20은 필터링되는 주변 픽셀들을 나타낸다.
도 21은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 플로우 차트이다.
도 22는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 플로우 차트이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드들을 나타낸다.
도 16은 도 15의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 예측 각도를 구체적으로 나타낸다.
도 17은 일 실시예에 따라서 도 15의 30번의 인덱스를 갖는 인트라 예측 모드에 대하여 선형 보간을 통해 인트라 예측 모드값을 획득하는 경우를 설명하기 위한 참조도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라서 현재 블록 및 인트라 예측시 이용되는 주변 픽셀을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 픽셀의 필터링 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 20은 필터링되는 주변 픽셀들을 나타낸다.
도 21은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 플로우 차트이다.
도 22는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다.
최대 부호화 단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 8보다 큰 2의 제곱승(power of 2)인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 주파수 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 주파수 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 주파수 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 주파수 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 주파수 변환을 수행할 수 있다.
부호화 단위의 주파수 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 데이터 단위를 기반으로 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환을 위한 데이터 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 데이터 단위를 포함할 수 있다.
이하, 주파수 변환의 기반이 되는 데이터 단위는 '변환 단위'라고 지칭될 수 있다. 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 주파수 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 파티션의 결정 방식에 대해서는, 도 3 내지 12을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.
부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이며, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더에 삽입될 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 주파수 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 각종 프로세싱을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1 및 비디오 부호화 장치(100)을 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(205)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 주파수 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 주파수 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 변환 단위에 따라 주파수 역변환을 수행할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들, 예측 단위 및 변환 단위의 결정 방식이 상술된다.
도 3 은 계층적 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 3에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)를 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 주파수 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 주파수 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 주파수 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 주파수 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 3인 경우를 도시하고 있다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640). 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마지막으로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 주파수 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 주파수 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 분할 정보는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 주파수 변환 또는 주파수 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 주파수 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다.부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
| 분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) | 분할 정보 1 | ||||
| 예측 모드 | 파티션 타입 | 변환 단위 크기 | 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화 | ||
| 인트라 인터 스킵 (2Nx2N만) |
대칭형 파티션 타입 | 비대칭형 파티션 타입 | 변환 단위 분할 정보 0 | 변환 단위 분할 정보 1 |
|
| 2Nx2N 2NxN Nx2N NxN |
2NxnU 2NxnD nLx2N nRx2N |
2Nx2N | NxN (대칭형 파티션 타입) N/2xN/2 (비대칭형 파티션 타입) |
||
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
이하, 도 4의 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(400)의 인트라 예측부(410) 및 도 5의 영상 복호화 장치(500)의 인트라 예측부(550)에서 수행되는 인트라 예측에 대하여 구체적으로 설명한다. 전술한 바와 같이, 부호화 단위에 포함된 예측 단위 또는 예측 단위를 분할한 파티션 단위로 인트라 예측이 수행될 수 있다. 이하의 설명에서 블록은 최대 부호화 단위를 분할한 부호화 단위에 포함된 예측 단위 또는 예측 단위를 분할한 파티션을 가리킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 14의 인트라 예측 장치(1400)는 도 4의 영상 부호화 장치(400)의 인트라 예측부(410) 및 도 5의 영상 복호화 장치(500)의 인트라 예측부(550)에 적용될 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(1400)는 필터링부(1410), 참조픽셀 결정부(1420) 및 인트라 예측 수행부(1430)를 포함한다.
주변 픽셀 필터링부(1410)는 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀들을 필터링하여 필터링된 주변 픽셀들을 생성한다. 주변 픽셀 필터링부(1410)는 주변 픽셀들에 소정의 필터를 적용하여 주변 픽셀들 사이의 가중합을 계산함으로써 필터링된 주변 픽셀들을 생성할 수 있다. 구체적인 주변 픽셀 필터링 과정에 대해서는 후술한다.
참조 픽셀 결정부(1420)는 현재 블록의 색 성분, 현재 블록의 크기 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정한다.
일 실시예에 따르면 휘도 및 색차 성분으로 구성된 YCbCr (또는 YUV) 컬러 포맷을 이용한다. 휘도 및 색차 성분으로 구성된 컬러 포맷을 이용하는 이유는 인간의 눈이 색차 성분에 비하여 휘도 성분에 민감하다는 사실을 이용해, 색차 성분보다는 휘도 성분에 상대적으로 많은 밴드폭을 할당함으로써 효율적으로 비디오를 부호화하기 위한 것이다. 일 실시예에 따른 비디오의 컬러 포맷으로는 휘도 성분의 비디오 및 색차 성분의 비디오의 해상도에 따라서 4:4:4 컬러 포맷, 4:2:2 컬러 포맷 및 4:2:0 컬러 포맷이 이용될 수 있다. 4:4:4 컬러 포맷은 휘도 성분의 비디오와 색차 성분의 비디오가 동일한 해상도를 갖는 경우이다. 4:2:2 컬러 포맷은 색차 신호가 휘도 신호의 가로 또는 세로 방향 중 어느 하나의 방향으로 1/2의 해상도를 갖는 경우이다. 4:2:0 컬러 포맷은 색차 신호가 휘도 신호의 가로 및 세로 방향 모두에 대해서 1/2의 해상도를 갖는 경우이다.
참조 픽셀 결정부(1420)는 휘도 성분의 블록에 대해서, 휘도 성분 블록의 크기 및 적용될 인트라 예측 모드에 기초하여, 휘도 성분 블록의 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀들을 적어도 1회 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정한다. 후술되는 도 15와 같이, 휘도 성분의 블록에 대해 35개의 인트라 예측 모드가 이용가능하다고 가정한다. 35개의 인트라 예측 모드들 중 현재 적용되는 인트라 예측 모드의 인덱스를 prediction_mode라고 하면, 참조 픽셀 결정부는 다음의 pseudo code와 같이 휘도 성분의 블록의 크기 및 인트라 예측 모드에 기초하여 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀들을 필터링한 주변 픽셀들 중 휘도 성분 블록의 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정할 수 있다.
{
Diff=min (abs(prediction_mode - horizontal_mode), abs(prediction_mode-vertical_mode));
If Diff > Thres_val, then use filtered reference pixel;
else use original reference pixel;
If (prediction_mode)== DC mode) use original reference pixel;
Thres_val={ 10, // 4x4 block
7, // 8x8 block
1, // 16x16 block
0 // 32x32 block }
}
인트라 예측 모드 인덱스는 후술되는 도 15와 같이 각 인트라 예측 모드에 할당된 값으로, 예를 들어 인트라 예측 모드 인덱스가 0인 경우는 플래너(planar) 모드, 1인 경우는 DC 모드, 10인 경우는 수평(horizontal) 모드, 26인 경우는 수직(vertical) 모드를 나타낸다. 상기 pseudo code를 분석하면, 현재 인트라 예측 모드의 인덱스와 수평 모드의 인덱스의 차이값 (prediction_mode - horizontal_mode)의 절대값과, 현재 인트라 예측 모드의 인덱스와 수직 모드의 인덱스의 차이값 (prediction_mode - vertical_mode)의 절대값 중에서 작은 값 Diff를 획득하고, Diff를 휘도 성분 블록의 크기에 기초하여 결정된 소정의 임계치(Thres_val)와 비교한 결과에 따라서, Diff가 임계치보다 큰 경우에는 필터링된 주변 픽셀을 휘도 성분 블록의 인트라 예측을 위한 참조 픽셀로서 이용하며, Diff가 임계치 이하인 경우에는 원 주변 픽셀을 참조 픽셀로 이용한다. 참조 픽셀 결정부(1420)는 특정 인트라 예측 모드, 예를 들어 DC 모드의 경우에는 필터링된 주변 픽셀을 이용하지 않고 원래의 주변 픽셀만을 참조 픽셀로 이용하는 것으로 결정할 수 있다.
전술한 pseudo code에 따른 휘도 성분의 크기 및 인트라 예측 모드의 종류에 따라서 휘도 성분 블록의 인트라 에측시에 참조 픽셀로 이용되는 주변 픽셀은 다음의 표 2에 기초하여 결정될 수 있다. 표 2에서 원래의 주변 픽셀을 이용하는 예측 모드의 참조 인덱스를 0, 제 1회 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 예측 모드의 참조 인덱스를 1이라고 한다. 즉 0의 값을 갖는 참조 인덱스의 경우에는 해당 휘도 성분 블록에 대해서 원 주변 픽셀을 이용하는 경우이며, 1의 값을 갖는 참조 인덱스의 경우에는 해당 휘도 성분 블록에 대해서 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 경우를 나타낸다. 예를 들어, 표 2에서 32x32 크기의 휘도 블록에 대해서 예측 모드 인덱스가 2인 인트라 예측을 수행하는 경우, 참조 인덱스는 1의 값을 가지므로, 32x32 휘도 블록에 대해서 예측 모드 인덱스가 2인 인트라 예측을 수행하는 경우에는 원 주변 픽셀 대신에 필터링된 주변 픽셀을 참조 픽셀로 이용함을 나타낸다.
| 예측모드 인덱스 |
블록 크기 | 예측모드 인덱스 |
블록 크기 | ||||||
| 4x4 | 8x8 | 16x16 | 32x32 | 4x4 | 8x8 | 16x16 | 32x32 | ||
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 18 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 19 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 2 | 0 | 1 | 1 | 1 | 20 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 21 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 0 | 1 | 1 | 22 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 23 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 24 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 7 | 0 | 0 | 1 | 1 | 25 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 8 | 0 | 0 | 1 | 1 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 0 | 0 | 0 | 1 | 27 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 28 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 1 | 29 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 12 | 0 | 0 | 1 | 1 | 30 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 13 | 0 | 0 | 1 | 1 | 31 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 14 | 0 | 0 | 1 | 1 | 32 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 15 | 0 | 0 | 1 | 1 | 33 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 16 | 0 | 0 | 1 | 1 | 34 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 17 | 0 | 0 | 1 | 1 | |||||
표 2는 하나의 예시에 불과하며, 다양한 블록 크기 및 인트라 예측 모드에 따라서 필터링된 주변 픽셀을 이용할 것인지 여부는 다른 방식으로 설정될 수 있다.
인트라 예측 수행부(1430)는 참조 픽셀 결정부(1420)에서 원 주변 픽셀과 필터링된 주변 픽셀 중 휘도 성분 블록의 인트라 예측시에 이용될 주변 픽셀이 결정되면, 결정된 주변 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행하여 휘도 성분 블록의 예측값을 생성한다.
또한, 참조 픽셀 결정부(1420)는 색차 성분의 블록에 대해서, 색차 성분 블록의 크기 및 적용될 인트라 예측 모드에 기초하여, 색차 성분 블록의 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀들을 적어도 1회 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정할 수 있다. 참조 픽셀 결정부(1420)는 색차 성분의 블록과 대응되는 휘도 성분의 블록의 인트라 예측시에 결정된 필터링된 주변 픽셀의 이용 여부에 기초하여, 색차 성분 블록의 원 주변 픽셀들 및 필터링된 주변 픽셀들 중 색차 성분 블록의 인트라 예측시 이용되는 참조 픽셀을 결정할 수도 있다. 그러나, 휘도 성분과 색차 성분은 서로 밀접한 상관 관계가 있으나 색차 성분 영상의 경우 휘도 성분 영상에 비하여 노이즈 성분이 많을 수 있기 때문에 휘도 성분의 필터링된 주변 픽셀의 결정 방식을 그대로 색차 성분에 적용하는 것은 적합하지 않다. 따라서, 일 실시예에 따른 참조 픽셀 결정부(1420)는 휘도 성분과 독립적으로, 색차 성분의 블록에 대해서 색차 성분 블록의 크기 및 적용될 인트라 예측 모드에 기초하여, 색차 성분 블록의 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀들을 적어도 1회 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정할 수 있다. 색차 성분 영상의 경우 휘도 성분 영상에 비하여 노이즈가 발생할 가능성이 크므로, 필터링된 주변 픽셀을 이용하여 인트라 예측이 수행되는 경우의 수가 휘도 성분에 비하여 크도록 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 동일한 크기를 가지며 동일한 인트라 예측 모드가 적용되는 휘도 성분 블록에서 원 주변 픽셀을 이용하였다면, 색차 성분 블록에 대해서는 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측에 이용되도록 설정될 수 있다.
후술되는 도 15와 같이, 색차 성분의 블록에 대해 36개의 인트라 예측 모드가 이용가능하다고 가정한다. 36개의 인트라 예측 모드를 가리키는 인트라 예측 모드 인덱스를 prediction_mode라고 하면, 참조 픽셀 결정부는 다음의 pseudo code와 같이 색차 성분의 블록의 크기 및 인트라 예측 모드에 기초하여 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀들을 필터링한 주변 픽셀들 중 색차 성분 블록의 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정할 수 있다.
{
Diff=min (abs(prediction_mode - horizontal_mode), abs(prediction_mode-vertical_mode));
If Diff > Thres_val, then use filtered reference pixel;
else use original reference pixel;
If (prediction_mode)== DC mode) use original reference pixel;
Thres_val={ 6, // 4x4 block
1, // 8x8 block
0, // 16x16 block
0 // 32x32 block }
}
상기 pseudo code를 분석하면, 휘도 성분의 경우에 비하여 임계치(Thres_val)가 더 작은 값을 가지므로, 색차 성분의 경우 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측시의 참조 픽셀로 이용하는 경우가 증가하게 된다.
전술한 pseudo code에 따른 색차 성분 블록의 크기 및 인트라 예측 모드의 종류에 따라서 색차 성분 블록의 인트라 예측시에 참조 픽셀로 이용되는 주변 픽셀은 다음의 표 3에 기초하여 결정될 수 있다. 표 3에서 원래의 주변 픽셀을 이용하는 예측 모드의 참조 인덱스를 0, 제 1회 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 예측 모드의 참조 인덱스를 1이라고 한다. 즉 0의 값을 갖는 참조 인덱스의 경우에는 해당 색차 성분 블록에 대해서 원 주변 픽셀을 이용하는 경우이며, 1의 값을 갖는 참조 인덱스의 경우에는 해당 색차 성분 블록에 대해서 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 경우를 나타낸다.
| 예측모드 인덱스 |
블록 크기 | 예측모드 인덱스 |
블록 크기 | ||||||
| 4x4 | 8x8 | 16x16 | 32x32 | 4x4 | 8x8 | 16x16 | 32x32 | ||
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 18 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 19 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 20 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 21 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 1 | 1 | 22 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 1 | 1 | 1 | 23 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 1 | 24 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 25 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 8 | 0 | 1 | 1 | 1 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 0 | 0 | 1 | 1 | 27 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 28 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 11 | 0 | 0 | 1 | 1 | 29 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 12 | 0 | 1 | 1 | 1 | 30 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 13 | 0 | 1 | 1 | 1 | 31 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 14 | 0 | 1 | 1 | 1 | 32 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 15 | 0 | 1 | 1 | 1 | 33 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 16 | 0 | 1 | 1 | 1 | 34 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 17 | 1 | 1 | 1 | 1 | 35 | 1 | 1 | 1 | 1 |
표 2와 표 3을 비교하면, 색차 성분의 경우 참조 인덱스가 1인 경우, 즉 필터링된 주변 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 경우가 증가한다.
또한, 참조 픽셀 결정부(1420)는 색차 성분 블록의 크기 및 인트라 예측 모드에 기초하여, 2회 이상 필터링된 주변 픽셀들을 인트라 예측시에 이용될 참조 픽셀로 결정할 수 있다. 이러한 2회 이상 필터링된 주변 픽셀들은 소정 크기 이상, 예를 들어 16x16 이상의 색차 성분 블록에 대해서만 적용되는 것으로 설정될 수 있다.
구체적으로, 참조 픽셀 결정부(1420)는 다음의 pseudo code와 같이 색차 성분의 블록의 크기 및 인트라 예측 모드에 기초하여 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀들을 1회 필터링한 주변 픽셀들 및 복원된 주변 픽셀들을 2회 필터링한 주변 픽셀들 중 색차 성분 블록의 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정할 수 있다.
{
Diff=min (abs(prediction_mode - horizontal_mode), abs(prediction_mode-vertical_mode));
If Diff > Thres_val, then use filtered reference pixel;
else use original reference pixel;
If (prediction_mode)== DC mode) use original reference pixel;
Thres_val={ 6, // 4x4 block
2, // 8x8 block
1, // 16x16 block
0 // 32x32 block }
If ((use filtered reference pixel) && (block size >=16x16))
use twice filtered reference pixel
}
상기 pseudo code를 분석하면, 소정 크기, 예를 들어 16x16 이상의 색차 성분 블록에 대해서는 필터링된 주변 픽셀을 이용하기로 결정된 경우, 2회 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측시의 참조 픽셀로 이용하는 것으로 설정될 수 있다. 전술한 pseudo code에 따른 색차 성분 블록의 크기 및 인트라 예측 모드의 종류에 따라서 색차 성분 블록의 인트라 예측시에 참조 픽셀로 이용되는 주변 픽셀은 다음의 표 4에 기초하여 결정될 수 있다. 표 4에서 원래의 주변 픽셀을 이용하는 예측 모드의 참조 인덱스를 0, 제 1회 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 예측 모드의 참조 인덱스를 1, 제 2회 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 예측 모드의 참조 인덱스를 2라고 정의한다. 즉 0의 값을 갖는 참조 인덱스의 경우에는 해당 색차 성분 블록에 대해서 원 주변 픽셀을 이용하는 경우이며, 1의 값을 갖는 참조 인덱스의 경우에는 해당 색차 성분 블록에 대해서 1회 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 경우이며, 2의 값을 갖는 참조 인덱스의 경우에는 해당 색차 성분 블록에 대해서 2회 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 경우를 나타낸다.
| 예측모드 인덱스 |
블록 크기 | 예측모드 인덱스 |
블록 크기 | ||||||
| 4x4 | 8x8 | 16x16 | 32x32 | 4x4 | 8x8 | 16x16 | 32x32 | ||
| 0 | 0 | 1 | 2 | 2 | 18 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 19 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 20 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 3 | 1 | 1 | 2 | 2 | 21 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 4 | 0 | 1 | 2 | 2 | 22 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 5 | 0 | 1 | 2 | 2 | 23 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 6 | 0 | 1 | 2 | 2 | 24 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 7 | 0 | 1 | 2 | 2 | 25 | 0 | 0 | 2 | 2 |
| 8 | 0 | 1 | 2 | 2 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 0 | 0 | 2 | 2 | 27 | 0 | 0 | 2 | 2 |
| 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 28 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 11 | 0 | 0 | 2 | 2 | 29 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 12 | 0 | 1 | 2 | 2 | 30 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 13 | 0 | 1 | 2 | 2 | 31 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 14 | 0 | 1 | 2 | 2 | 32 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 15 | 0 | 1 | 2 | 2 | 33 | 0 | 1 | 2 | 2 |
| 16 | 0 | 1 | 2 | 2 | 34 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 17 | 1 | 1 | 2 | 2 | 35 | 1 | 1 | 2 | 2 |
상기 표 4에 예시된 바와 같이, 16x16 이상의 크기를 갖는 색차 성분 블록에 대해서 필터링된 주변 픽셀을 이용하기로 결정되는 경우에는 2회 필터링된 주변 픽셀이 참조 픽셀로 이용된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면 색차 성분 블록의 인트라 예측시에 필터링된 주변 픽셀을 이용하는 경우가 휘도 성분 블록의 인트라 예측시에 비하여 보다 많이 발생되게 함으로써, 색차 성분의 인트라 예측시의 예측 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 인트라 예측 방식에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 15는 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드들을 나타낸다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따르면 종래 H.264/AVC 등에서 이용되는 인트라 예측 모드에 비하여 많은 개수의 인트라 예측 모드를 이용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 휘도 성분의 블록에 대해서는 총 35개의 인트라 예측 모드가 이용될 수 있다. 도 15에서는 인트라 예측 모드에 따라 할당된 예측 모드 인덱스를 나타낸다. 0번 인트라 예측 모드는 플래너(planar) 모드이며, 1번 인트라 예측 모드는 DC 모드, 2번부터 34번은 도 15에 도시된 바와 같은 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들이다. 색차 성분의 블록에 대해서는 35개의 인트라 예측 모드에 추가하여 휘도 성분의 인트라 예측 모드를 이용하는 Intra_FromLuma 모드가 추가될 수 있다. Intra_FromLuma 모드의 예측 모드 인덱스는 36의 값이 할당된다.
플래너 모드는 현재 블록의 우상측 주변 픽셀과 현재 블록의 현재 픽셀과 동일한 행의 좌측 주변 픽셀을 선형 보간한 값과, 좌상측 주변 픽셀과 현재 픽셀과 동일한 열의 상측 주변 픽셀을 선형 보간한 값의 평균값을 이용하여 현재 블록의 각 픽셀을 예측하는 인트라 예측 모드이다. DC 모드는 현재 블록의 주변 픽셀들의 평균값을 예측값으로 이용하는 인트라 예측 모드이다.
2번부터 34번까지의 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드는 도 15에 도시된 바와 같은 방향성을 갖는 라인을 이용하여 결정된 주변 픽셀들을 복사해서 예측값을 생성하는 인트라 예측 모드이다.
도 16은 도 15의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 예측 각도를 구체적으로 나타낸다. 도 16에서 각 화살표는 도 15의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드에 따라서 매칭되는 포인트를 나타낸다.
현재 블록 내의 인트라 예측되는 픽셀을 중심으로 인트라 예측 모드에 따른 방향성을 갖는 라인이 정확히 주변 픽셀에 매칭되는 경우에는 해당 매칭된 주변 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수 있다. 그러나, 인트라 예측 모드에 따른 방향성을 갖는 라인은 주변 픽셀 사이를 지날 수 있다. 이러한 경우에는 주변 픽셀의 값을 픽셀의 위치에 따라 선형 보간을 통해 예측값을 생성한다.
도 17은 일 실시예에 따라서 도 15의 30번의 인트라 예측 모드에 대하여 선형 보간을 통해 인트라 예측 모드값을 획득하는 경우를 설명하기 위한 참조도이다.
도 17을 참조하면, x 표시는 현재 블록 내의 픽셀 P00(1730)을 기준으로 도 15의 30번의 인트라 예측 모드에 따른 방향성을 갖는 라인이 매칭되는 포인트이다. 이와 같이, 인트라 예측 모드에 따른 방향성을 갖는 라인이 주변 픽셀들 AR1(1710) 및 AR2(1720) 사이를 가리키는 경우, 다음의 수학식; P00=(19*AR1 + 13*AR2)>>5 와 같이 주변 픽셀들 AR1(1710) 및 AR2(1720)의 가중 평균값을 이용하여 현재 픽셀의 예측값 P00가 획득될 수 있다. 주변 픽셀들 AR1(1710) 및 AR2(1720)에 곱하여지는 가중치 19 및 13은 현재 픽셀 P00을 기준으로 인트라 예측 모드에 따른 방향성을 갖는 라인이 주변 픽셀들에 매핑되었을 때, 매핑된 포인트 x와 주변 픽셀 사이의 거리를 나타내는 것으로 이러한 가중치는 테이블화되어 미리 저장되어 있을 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라서 현재 블록 및 인트라 예측시 이용되는 주변 픽셀을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 필터링부(1410)는 인트라 예측되는 현재 블록(1800)의 크기에 따라서 소정 개수의 상측의 주변 픽셀들 및 좌측의 주변 픽셀들을 선택한다. 만약, 현재 블록(1800)의 크기가 nTbs * nTbs (nTbs는 정수)인 경우, 필터링부(1410)는 도면 부호 1810과 같이 2nTbs 개의 주변 픽셀들을 선택한다. 그리고, 필터링부(1410)는 2nTbs개의 주변 픽셀들에 대하여 소정의 필터를 적용하여 필터링된 주변 픽셀을 생성한다. 필터링부(1410)에 의하여 필터링되는 상측 및 좌측의 주변 픽셀들(1810)의 개수는 이에 한정되지 않고 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여 변경될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 픽셀의 필터링 과정을 설명하기 위한 참조도이며, 도 20은 필터링되는 주변 픽셀들을 나타낸다.
도 19를 참조하면, nTbs * nTbs 크기의 현재 블록의 상측과 좌측에 인접한 2nTbs개의 원 주변 픽셀들을 ContextOrg[n](n은 0부터 2nTbs-1까지의 정수)라고 하면, 필터링부(1410)은 원 주변 픽셀들 사이의 가중 평균값을 계산함으로써 원 주변 픽셀들을 필터링하여 제 1 필터링된 주변 픽셀 ContextFiltered1[n]을 생성한다. 예를 들어, 필터링부(1410)는 다음의 수학식 1과 같이 원 주변 픽셀들(ContextOrg[n])에 3-탭 필터를 적용하여 제 1 필터링된 주변 픽셀을 생성한다.
[수학식 1]
ContextFiltered1[n]=(ContextOrg[n-1]+2*ContextOrg[n]+ContextOrg[n+1])/4
수학식 1을 참조하면, 필터링부(1410)는 원 주변 픽셀들 중 현재 필터링되는 주변 픽셀(ContextOrg[n])과 인접한 두 개의 주변 픽셀(ContextOrg[n-1], ContextOrg[n+1])의 가중 평균값을 계산함으로써 제 1 필터링된 주변 픽셀을 생성한다. 예를 들어, 도 20을 참조하면, 현재 블록의 좌상측의 (-1,-1)에 위치한 픽셀값 p(-1,-1)의 필터링된 픽셀값을 pF(-1,-1)이라 하면, pF(-1,-1)은 (-1,0) 위치의 주변 픽셀값 p(-1,0) 및 (0,-1) 위치의 주변 픽셀값 p(0,-1)을 이용하여 다음의 수학식; pF(-1,-1)= (p(-1,0)+2*p(-1,-1)+p(0,-1))/4 을 통해 획득된다. 주변 픽셀들 중 좌하측의 주변 픽셀 p(-1, 2nTbs-1) 및 우상측의 주변 픽셀 p(2nTbs-1, -1)에 대해서는 필터링되지 않은 원 주변 픽셀의 값이 필터링된 값으로 이용될 수 있다.
유사하게 필터링부(1410)는 제 1 필터링된 주변 픽셀들(ContextFiltered1[n]) 사이의 가중 평균값을 다시 계산하여 제 2 필터링된 주변 픽셀(ContextFiltered2[n])을 생성할 수 있다. 예를 들어, 필터링부(1210)는 다음의 수학식 2와 같이 제 1 필터링된 주변 픽셀들(ContextFiltered1[n])에 3-탭 필터를 적용하여 제 2 필터링된 주변 픽셀을 생성한다.
[수학식 2]
ContextFiltered2[n]=(ContextFiltered1[n-1]+2*ContextFiltered1[n]+ContextFiltered1[n+1])/4
수학식 2를 참조하면, 필터링부(1410)는 제 1 필터링된 주변 픽셀들 중 현재 필터링되는 주변 픽셀(ContextFiltered1[n])과 인접한 주변 픽셀(ContextFiltered1[n-1], ContextFiltered1[n+1])의 가중 평균값을 계산함으로써 제 2 필터링된 주변 픽셀을 생성한다. 이와 같은 주변 픽셀에 대한 필터링 과정은 2회 이상 반복하여 수행될 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법의 플로우 차트이다.
도 21을 참조하면, 단계 2110에서 필터링부(1410)는 부호화되는 색차 성분의 현재 블록의 주변 픽셀들을 필터링하여 필터링된 주변 픽셀들을 획득한다.
단계 2120에서 참조 픽셀 결정부(1420)는 현재 블록의 크기 및 수행될 인트라 예측 모드에 기초하여, 필터링된 주변 픽셀들과 원 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정한다. 전술한 표 2 내지 표 4에 예시된 바와 같이, 참조 픽셀 결정부(1420)는 휘도 성분 블록의 인트라 예측시 참조 픽셀을 결정하는 과정과 독립적으로, 색차 성분 블록의 크기 및 적용될 인트라 예측 모드에 기초하여 원 주변 픽셀 또는 적어도 1회 이상 필터링된 주변 픽셀들 중 색차 성분 블록의 인트라 예측시에 이용된 주변 픽셀들을 결정한다.
단계 2130에서, 인트라 예측 수행부(1430)는 결정된 주변 픽셀들을 이용하여 색차 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다. 현재 색차 성분 블록에 대하여 결정된 인트라 예측 모드 정보 및 현재 색차 성분 블록의 크기 정보는 NAL 단위의 비트스트림에 포함되어 복호화측에 전송되고, 복호화 측에서는 색차 성분 블록의 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 부호화 측과 동일한 방식으로 원 주변 픽셀 및 필터링된 주변 픽셀들 중 색차 성분 블록의 인트라 예측에 이용할 참조 픽셀을 결정한다.
도 22는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 방법의 플로우 차트이다.
도 22를 참조하면, 단계 2210에서 비트스트림으로부터 색차 성분의 현재 블록의 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보를 획득되면, 단계 2220에서 참조 픽셀 결정부(1420)는 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정한다. 단계 2220의 판단 결과, 현재 색차 성분 블록의 인트라 예측시에 필터링된 주변 픽셀이 이용된 경우, 필터링부(1410)는 표 2 내지 표 4에 예시된 바와 같이 색차 성분 블록의 크기 및 인트라 예측 모드에 기초하여 1회 내지 2회 주변 픽셀을 필터링하여 필터링된 주변 픽셀을 출력한다.
단계 2230에서, 인트라 예측 수행부(1430)는 참조 픽셀 결정부(1420)에서 결정된 주변 픽셀을 이용하여, 인트라 예측 모드 정보에 따라서 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측값을 생성한다.
본 발명에 따른 영상의 부호화, 복호화 방법은 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 포함된. 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 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.
Claims (15)
- 비디오 복호화 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 색차 성분의 현재 블록의 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보를 획득하는 단계;
상기 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 상기 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 주변 픽셀을 이용하여, 상기 인트라 예측 모드 정보에 따라서 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 주변 픽셀을 결정하는 단계는
상기 비디오를 구성하는 휘도 성분의 블록의 인트라 예측시에 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측에 이용할 것인지 결정하는 결정 방식과는 독립적인 결정 방식에 따라서 상기 색차 성분의 현재 블록에 대해서 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측에 이용할 것인지를 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 주변 픽셀을 결정하는 단계는
상기 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들, 상기 복원된 주변 픽셀을 1회 필터링한 주변 픽셀들 및 상기 복원된 주변 픽셀들을 2회 필터링한 주변 픽셀들 중 하나의 필터링된 주변 픽셀 그룹을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 주변 픽셀을 결정하는 단계는
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 인덱스와 수평 방향 인트라 예측 모드 인덱스와의 차이값 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 인덱스와 수직 방향 인트라 예측 모드 인덱스와의 차이값 중 더 작은 값을 결정하는 단계;
상기 결정된 차이값과 상기 크기 정보에 기초하여 결정된 소정의 임계치를 비교하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 상기 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법. - 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록은
최대 크기를 갖는 부호화 단위인 최대 부호화 단위 및 상기 최대 부호화 단위의 계층적 분할 정보인 심도에 기초하여 현재 픽처를 분할한 부호화 단위에 포함된 예측 단위 또는 상기 예측 단위를 분할한 파티션인 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법. - 비디오 복호화 장치에 있어서,
색차 성분의 현재 블록의 이전에 복원된 주변 픽셀들을 필터링하여 필터링된 주변 픽셀들을 생성하는 주변 픽셀 필터링부;
비트스트림으로부터 색차 성분의 현재 블록의 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, 상기 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 상기 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정하는 참조 픽셀 결정부; 및
상기 결정된 주변 픽셀을 이용하여, 상기 인트라 예측 모드 정보에 따라서 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 참조 픽셀 결정부는
상기 비디오를 구성하는 휘도 성분의 블록의 인트라 예측시에 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측에 이용할 것인지 결정하는 결정 방식과는 독립적인 결정 방식에 따라서 상기 색차 성분의 현재 블록에 대해서 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측에 이용할 것인지를 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 참조 픽셀 결정부는
상기 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들, 상기 복원된 주변 픽셀을 1회 필터링한 주변 픽셀들 및 상기 복원된 주변 픽셀들을 2회 필터링한 주변 픽셀들 중 하나의 필터링된 주변 픽셀 그룹을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 참조 픽셀 결정부는
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 인덱스와 수평 방향 인트라 예측 모드 인덱스와의 차이값 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 인덱스와 수직 방향 인트라 예측 모드 인덱스와의 차이값 중 더 작은 값을 결정하고, 상기 결정된 차이값과 상기 크기 정보에 기초하여 결정된 소정의 임계치를 비교하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 상기 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치. - 제 6항에 있어서, 상기 현재 블록은
최대 크기를 갖는 부호화 단위인 최대 부호화 단위 및 상기 최대 부호화 단위의 계층적 분할 정보인 심도에 기초하여 현재 픽처를 분할한 부호화 단위에 포함된 예측 단위 또는 상기 예측 단위를 분할한 파티션인 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치. - 비디오 부호화 방법에 있어서,
부호화되는 색차 성분의 현재 블록의 주변 픽셀들을 필터링하여 필터링된 주변 픽셀들을 획득하는 단계;
상기 현재 블록의 크기 및 수행될 인트라 예측 모드에 기초하여, 상기 필터링된 주변 픽셀들과 원 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용될 주변 픽셀들을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 주변 픽셀들을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 주변 픽셀을 결정하는 단계는
상기 비디오를 구성하는 휘도 성분의 블록의 인트라 예측시에 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측에 이용할 것인지 결정하는 결정 방식과는 독립적인 결정 방식에 따라서 상기 색차 성분의 현재 블록에 대해서 필터링된 주변 픽셀을 인트라 예측에 이용할 것인지를 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 주변 픽셀을 결정하는 단계는
상기 크기 정보 및 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들, 상기 복원된 주변 픽셀을 1회 필터링한 주변 픽셀들 및 상기 복원된 주변 픽셀들을 2회 필터링한 주변 픽셀들 중 하나의 필터링된 주변 픽셀 그룹을 결정하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 주변 픽셀을 결정하는 단계는
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 인덱스와 수평 방향 인트라 예측 모드 인덱스와의 차이값 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 인덱스와 수직 방향 인트라 예측 모드 인덱스와의 차이값 중 더 작은 값을 결정하는 단계;
상기 결정된 차이값과 상기 크기 정보에 기초하여 결정된 소정의 임계치를 비교하여, 상기 현재 블록의 복원된 주변 픽셀들과 상기 복원된 주변 픽셀을 필터링한 필터링된 주변 픽셀들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 주변 픽셀을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법. - 제 11항에 있어서, 상기 현재 블록은
최대 크기를 갖는 부호화 단위인 최대 부호화 단위 및 상기 최대 부호화 단위의 계층적 분할 정보인 심도에 기초하여 현재 픽처를 분할한 부호화 단위에 포함된 예측 단위 또는 상기 예측 단위를 분할한 파티션인 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 방법.
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2014
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