WO2013109092A1 - 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치 Download PDF

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이진호
임성창
최진수
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding an image, and more particularly, to an intra prediction and an inter prediction method through a reduction in computational complexity.
  • an inter prediction technique that predicts pixel values included in a current picture from a previous and / or subsequent picture in time, pixel values included in a current picture using pixel information in the current picture.
  • Intra-prediction techniques for predicting the C-type, entropy encoding techniques for assigning short codes to symbols with high appearance frequency and long codes to symbols with low appearance frequency may be used.
  • An object of the present invention is to provide an image encoding method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency by reducing computational complexity.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an image decoding method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency by reducing computational complexity.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a prediction block capable of improving image encoding / decoding efficiency by reducing computational complexity.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an intra prediction method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency by reducing computational complexity.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an inter prediction method and apparatus capable of improving image encoding / decoding efficiency by reducing computational complexity.
  • an image decoding method of the present invention may include reconstructing a residual block by inverse quantization and inverse transformation of an entropy decoded residual block, generating an prediction block by performing intra prediction on a current block, and And reconstructing the image by adding the reconstructed residual block to the prediction block, wherein the generating of the prediction block includes a first prediction value of a prediction target pixel included in the current block and an initial correction value of the prediction target pixel. And generating a final predicted value of the target pixel based on the final corrected value calculated by performing an arithmetic right shift on the two's complement integer representation by 1 binary digit.
  • the prediction block generating step may include determining whether to correct an intra prediction value according to encoding information of the current block and a position in a current block of a prediction target pixel, and generate a final prediction value of the prediction target pixel based on the determination result. It may include the step.
  • the determining whether to correct may include determining whether to correct the intra prediction value in consideration of at least one of the intra prediction mode, the luminance signal information, the color difference signal information, and the block size of the current block.
  • the determining whether to correct may include determining to perform correction on pixels on a left boundary of the current block when the intra prediction mode of the current block is a vertical direction prediction mode.
  • the determining whether to correct the correction may include determining to perform correction on pixels of an upper boundary of the current block when the intra prediction mode of the current block is the horizontal prediction mode.
  • the final predictive value generating step may include obtaining a first predictive value by using a reference pixel value adjacent to the current block when it is determined to perform correction on an intra prediction value, the horizontal or vertical position in the block of the prediction target pixel. Determining an initial correction value according to the above, calculating an arithmetic right shift by 1 binary digit with respect to the two's complement integer representation of the initial correction value, and calculating a final correction value, and the first predicted value and the final correction value. Comprising the step may include calculating a final prediction value.
  • the intra prediction mode is the vertical prediction mode
  • correction is performed on pixels on the left boundary of the current block, and the first prediction value is generated using an upper reference pixel value adjacent to the current block, and the prediction target is performed.
  • the initial correction value is determined using a difference between the left reference pixel value corresponding to the vertical position in the block of the pixel and the pixel value of the upper left corner pixel of the current block
  • the intra prediction mode is the horizontal prediction mode.
  • An initial correction value may be determined by using a difference between a reference pixel value and a pixel value of an upper left corner pixel of the current block.
  • the final prediction value of the prediction target pixel is generated based on the upper reference pixel value adjacent to the current block and is horizontal.
  • the direction prediction mode may include generating a final prediction value of the prediction target pixel based on an upper reference pixel value adjacent to the current block.
  • the image decoding method may further include determining a reference pixel to be used for intra prediction of the prediction target pixel, wherein the determining of the reference pixel may be performed by using a reconstructed pixel among pixels at a position adjacent to the current block.
  • the method may include determining a reference pixel and smoothing and filtering the pixel value of the reference pixel.
  • an apparatus for decoding an image includes a residual block reconstruction unit for reconstructing a residual block by inverse quantization and inverse transformation of an entropy decoded residual block, and generating a prediction block by performing intra prediction on a current block A prediction block generation unit and an image reconstruction unit reconstructing an image by adding the reconstructed residual block to the prediction block, wherein the prediction block generation unit includes a first prediction value of a prediction target pixel included in the current block and the prediction target pixel; An arithmetic right shift is performed on the two's complement integer representation of the initial correction value of by one binary digit to generate the final prediction value of the prediction target pixel based on the final correction value calculated.
  • a method of encoding an image by performing intra prediction on an input image, generating a prediction block, and generating a residual block that is a difference between a prediction block predicted by the intra prediction and a current prediction block.
  • Transforming and quantizing and performing entropy encoding wherein the predictive block generating step includes a first-prediction value of a prediction target pixel included in the current block and a two's complement integer representation of an initial correction value of the prediction target pixel. And generating a final prediction value of the prediction target pixel based on the final correction value calculated by performing arithmetic right shift by 1 binary digit.
  • the image encoding apparatus of the present invention for achieving the above object is a prediction block generating unit for generating a prediction block by performing intra prediction on the input image and the difference between the prediction block predicted by the intra prediction and the current prediction block And a coding unit configured to transform and quantize the residual block to entropy-encode the residual block. And generating a final predicted value of the prediction target pixel based on the final corrected value calculated by performing an arithmetic right shift on the representation by 1 binary digit.
  • the image decoding method of the present invention for achieving the above object is to dequantize and inversely transform the entropy decoded residual block to reconstruct the residual block, by performing inter-prediction on the current block using the motion information of the reference block Generating a prediction block and reconstructing an image by adding the reconstructed residual block to the prediction block, wherein generating the prediction block includes whether a reference picture of the current block and a reference picture of the reference block are the same.
  • the determining may include the step of scaling the motion vector of the reference block and predicting the current block if the determination result is not the same.
  • the reference block used in deriving a spatial or temporal motion vector and deriving a temporal merge candidate includes: i) a lowermost block adjacent to the left side of the current block in deriving a spatial motion vector, a block adjacent to a lower end of the left lowermost block, and At least one of an upper left corner block of the current block, an upper right corner block of the current block, and an adjacent upper rightmost block of the current block, ii) when deriving a temporal motion vector and iii) when deriving a temporal merge candidate.
  • a corresponding location picture of a current picture may include at least one of blocks located inside and outside a corresponding location block spatially corresponding to the current block.
  • the predictive block generating step includes obtaining first and second values based on a difference value of a picture order count (POC) between the pictures, and a binary number of representations of two's complement integers regarding an absolute value of the first value.
  • POC picture order count
  • the first value is a difference value between the POC of the current picture and the POC of the reference picture referenced by the reference block
  • the second value is a POC of the current picture and a reference picture referenced by the current block.
  • the first value is a POC of a co-located picture and a current block and a corresponding position block in the corresponding position picture.
  • a difference value may be a difference between POCs of a reference picture
  • the second value may be a difference value between a POC of a current block picture and a POC of a reference picture referenced by the current block.
  • the calculating of the scaling factor value may include performing an addition operation and an arithmetic right shift operation based on a product of an inverse value of the second value and the first value to calculate the scaling factor value and the scaling factor value in a specific range. Adjusting to include.
  • the image decoding apparatus of the present invention for achieving the above object is a residual block reconstruction unit for reconstructing the residual block by inverse quantization and inverse transformation of the entropy decoded residual block, and generating a prediction block by performing inter-prediction on the current block And a reconstruction unit for reconstructing an image by adding the reconstructed residual block to the prediction block generator, wherein the prediction block generator determines whether a reference picture of the current block and a reference picture of the reference block are the same.
  • the equality determination unit and the determination unit may not include the same, and may include a scaling unit used to predict the current block by scaling the motion vector of the reference block.
  • a method of encoding an image comprising: generating a prediction block by performing inter prediction on an input image and a residual that is a difference between the prediction block predicted by the current input block and the inter prediction.
  • Transforming and quantizing the block to entropy encoding the block, and generating the predictive block comprises: determining whether a reference picture of the current block and a reference picture of the reference block are the same; And scaling the motion vector of the reference block to use for prediction of the current block.
  • the image encoding apparatus of the present invention provides a prediction block generation unit that generates a prediction block by performing inter prediction on an input image and a difference between the prediction block predicted by the current input block and the inter prediction. And an encoding unit for transforming and quantizing the residual residual block and entropy encoding the prediction block generator, wherein the prediction block generator determines whether the reference picture of the current block and the reference picture of the reference block are the same and are not identical. If not, it may include a scaling unit for scaling the motion vector of the reference block to use for prediction of the current block.
  • the computational complexity can be reduced, and the video encoding / decoding efficiency can be improved.
  • the computational complexity can be reduced, and the image encoding / decoding efficiency can be improved.
  • the computational complexity can be reduced and the image encoding / decoding efficiency can be improved.
  • the computational complexity can be reduced, and the image encoding / decoding efficiency can be improved.
  • inter prediction method According to the inter prediction method according to the present invention, computational complexity can be reduced, and image encoding / decoding efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of calculating a final predicted value of a current block of an image encoding / decoding method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a process of obtaining a reference pixel to be used for intra prediction
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an embodiment for replacing a pixel that is unavailable in a process of obtaining a reference pixel for intra prediction
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a process of determining whether to correct an intra prediction value according to encoding information of a current block and a position of a prediction target pixel;
  • FIG. 7A schematically illustrates an embodiment of using a first prediction value for a pixel in a current block as a final prediction value in a vertical prediction mode
  • FIG. 7B schematically illustrates an embodiment of using a first prediction value for a pixel in a current block as a final prediction value in a horizontal prediction mode
  • FIG. 8 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of calculating a final prediction value by correcting a first prediction value for a pixel in a current block
  • FIG. 9A is a diagram schematically illustrating an embodiment of calculating a final prediction value by correcting a first prediction value when using a vertical mode
  • FIG. 9B is a diagram schematically illustrating an embodiment of calculating a final prediction value by performing correction on a first prediction value when using a horizontal mode
  • FIG. 10 is a flowchart schematically illustrating a scaling process of an image encoding / decoding method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a difference in Picture Order Count (POC) between a current picture and a reference picture of a spatial reference block and a difference in POC between the current picture and a reference picture of a current block;
  • POC Picture Order Count
  • 11B is a diagram illustrating a POC difference between a reference picture of a corresponding position block and a corresponding position picture and a POC difference between the current picture and a reference picture of the current block;
  • FIG. 12 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a process of calculating a scaling factor value for a motion vector based on POC difference values
  • FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating a configuration of calculating a final scaling factor value based on an inverse value of a tb value and a td value.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, and do not mean that each component is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • Integrated and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a motion predictor 111, a motion compensator 112, an intra predictor 120, a switch 115, a subtractor 125, and a converter 130. And a quantization unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160, an inverse transform unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference image buffer 190.
  • the image may be used as the same meaning as a picture described later.
  • the image encoding apparatus 100 may encode an input image in an intra mode or an inter mode and output a bitstream.
  • Intra prediction means intra prediction and inter prediction means inter prediction.
  • the switch 115 may be switched to intra, and in the inter mode, the switch 115 may be switched to inter.
  • the image encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image and then encode a difference between the input block and the prediction block.
  • the intra predictor 120 may generate a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of blocks that are already encoded around the current block.
  • the motion predictor 111 may obtain a motion vector by searching for a region that best matches an input block in the reference image stored in the reference image buffer 190 during the motion prediction process.
  • the motion compensator 112 may generate a prediction block by performing motion compensation using the motion vector.
  • the motion vector is a two-dimensional vector used for inter prediction, and may indicate an offset between the current encoding / decoding target image and the reference image.
  • the subtractor 125 may generate a residual block by the difference between the input block and the generated prediction block.
  • the transform unit 130 may output a transform coefficient by performing a transform on the residual block.
  • the quantization unit 140 may output the quantized coefficient by quantizing the input transform coefficient according to the quantization parameter.
  • the entropy encoder 150 may output a bit stream by performing entropy encoding based on values calculated by the quantizer 140 or encoding parameter values calculated in the encoding process.
  • the entropy encoder 150 may use an encoding method such as exponential golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), or context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the image encoding apparatus Since the image encoding apparatus according to the embodiment of FIG. 1 performs inter prediction encoding, that is, inter prediction encoding, the currently encoded image needs to be decoded and stored to be used as a reference image. Accordingly, the quantized coefficients are inversely quantized by the inverse quantizer 160 and inversely transformed by the inverse transformer 170. The inverse quantized and inverse transformed coefficients are added to the prediction block by the adder 175 and a reconstruction block is generated.
  • the reconstruction block passes through the filter unit 180, and the filter unit 180 applies at least one or more of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed block or reconstructed picture. can do.
  • the filter unit 180 may be referred to as an adaptive in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion generated at the boundary between blocks.
  • SAO can add an appropriate offset to the pixel value to compensate for coding errors.
  • the ALF may perform filtering based on a value obtained by comparing the reconstructed image with the original image.
  • the reconstructed block that has passed through the filter unit 180 may be stored in the reference image buffer 190.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoding apparatus 200 may include an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, an intra predictor 240, a motion compensator 250, and an adder ( 255, a filter unit 260, and a reference image buffer 270.
  • the image decoding apparatus 200 may receive a bitstream output from the encoder and perform decoding in an intra mode or an inter mode, and output a reconstructed image, that is, a reconstructed image.
  • the switch In the intra mode, the switch may be switched to intra, and in the inter mode, the switch may be switched to inter.
  • the image decoding apparatus 200 may obtain a reconstructed residual block from the received bitstream, generate a prediction block, and then add the reconstructed residual block and the prediction block to generate a reconstructed block, that is, a reconstruction block. .
  • the entropy decoder 210 may entropy decode the input bitstream according to a probability distribution to generate symbols including symbols in the form of quantized coefficients.
  • the entropy decoding method is similar to the entropy coding method described above.
  • the entropy decoding method When the entropy decoding method is applied, a small number of bits are allocated to a symbol having a high probability of occurrence and a large number of bits are allocated to a symbol having a low probability of occurrence, whereby the size of the bit string for each symbol is increased. Can be reduced. Therefore, the compression performance of image decoding can be improved through an entropy decoding method.
  • the quantized coefficients are inversely quantized by the inverse quantizer 220 and inversely transformed by the inverse transformer 230, and as a result of the inverse quantization / inverse transformation of the quantized coefficients, a reconstructed residual block may be generated.
  • the intra predictor 240 may generate a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of blocks already encoded / decoded around the current block.
  • the motion compensator 250 may generate a prediction block by performing motion compensation using the motion vector and the reference image stored in the reference image buffer 270.
  • the reconstructed residual block and the prediction block may be added through the adder 255, and the added block may pass through the filter unit 260.
  • the filter unit 260 may apply at least one or more of the deblocking filter, SAO, and ALF to the reconstructed block or the reconstructed picture.
  • the filter unit 260 may output a reconstructed image, that is, a reconstructed image.
  • the reconstructed picture may be stored in the reference picture buffer 270 to be used for inter prediction.
  • a unit means a unit of image encoding and decoding.
  • a coding or decoding unit refers to a divided unit when an image is divided and encoded or decoded.
  • a block a coding unit (CU), and a prediction unit (PU) are used. It may be called a transform unit (TU).
  • TU transform unit
  • a unit may also be referred to as a block.
  • One unit may be further divided into smaller sub-units.
  • the current block may refer to a block to be subjected to intra prediction or motion compensation, and when performing intra prediction, the current block may mean any one of a prediction unit, a prediction block, a transform unit, and a transform block. In the case of performing motion compensation, the current block may mean any one of a prediction unit and a prediction block.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of calculating a final predicted value of a current block of an image encoding / decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • an image encoding / decoding apparatus calculates a final prediction value based on reference pixels to generate a prediction block for a current block.
  • the image encoding / decoding apparatus acquires pixel values of reference pixels to be used for intra prediction.
  • the reference pixel may use a pixel that has already been reconstructed among the pixels adjacent to the current block. If the pixel at the adjacent position is unavailable, the reference pixel may replace the pixel value of the unavailable pixel with a corresponding reference pixel value.
  • encoding information of the current block and intra-block position information of the prediction target pixel are obtained (S320).
  • the determination is determined whether the first prediction value through the reference pixel value is required based on the encoding information and the position information within the block of the prediction target pixel.
  • the determination may be different based on at least one of intra (intra picture) prediction mode information, luminance signal information, color difference signal information, and block size.
  • the image encoding / decoding apparatus may directly use the first prediction value as the final prediction value of the current block (S340). On the other hand, if it is determined that correction is necessary, the image encoding / decoding apparatus may calculate the final prediction value by adding the first prediction value and the correction value after obtaining the first prediction value and the correction value (S350). In this case, since the computational complexity associated with the calculation of the correction value is generally quite high, in order to reduce it, performing an arithmetic right shift operation may be considered. Arithmetic right shift operation (“>>”) has the characteristic that the sign of the value to be calculated does not change, and unlike the normal integer division operation ("/") whose result is rounded to near zero, the result is negative infinity. It is rounded to be close to.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a process of obtaining a reference pixel to be used for intra prediction.
  • the encoding / decoding apparatus determines whether pixel values of neighboring blocks are available based on neighboring block pixel information of the current block (S410).
  • the current block may be a block to which the CIP is applied, and the neighboring block may be included in at least one of the blocks encoded by inter prediction.
  • the corresponding reference pixel value may be replaced with the usable pixel value or the specific default value of another neighboring block (S420).
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an embodiment for replacing a pixel that is unavailable in a process of obtaining a reference pixel for intra prediction.
  • neighboring blocks of the current block 500 may be used to obtain a reference pixel value.
  • the neighboring block that can be used to obtain the reference pixel value is the neighboring block adjacent to the current block 500, the neighboring block adjacent to the bottom of the lower leftmost neighboring block by the height of the current block 500, and the width of the current block 500.
  • the neighboring block adjacent to the right side of the upper rightmost neighboring block may be used. In this case, only pixels located around the current block 500 among the pixels of the neighboring block may be used as reference pixels.
  • the hatched block among the neighboring blocks of the current block 500 is a usable block, and a block that is not represents an unusable block.
  • the image encoding / decoding apparatus may determine whether the pixel at the position adjacent to the current block 500 is available or not, and store the determination result. For example, in FIG. 5, the pixels belonging to the hatched blocks are usable pixels, and the pixels belonging to the blocks not hatched are determined to be unavailable pixels. In this case, when at least one unavailable pixel exists, the unavailable pixel value may be replaced with an available pixel value.
  • the pixel 520 in the position A of FIG. 5 is moved to the pixel 522 in the position B as a starting point, and the pixel that is not available may be replaced with the immediately available pixel value.
  • the pixel value of the usable pixel 512 that occurs for the first time while moving from the A position to the B position may be replaced with the pixel 520 value of the starting point.
  • the neighboring blocks 510, 530, and 532 the neighboring blocks 510 are available, and the neighboring blocks 530 and 532 are unavailable blocks.
  • the pixel 520 of the starting point is an unusable pixel, and replaces the pixel 520 of the starting point with the pixel value of the first available pixel 512 that moves from the A position to the B position, and the peripheral block 530.
  • the pixel of may be replaced by the pixel value of the pixel 512
  • the pixel of the neighboring block 532 may be replaced by the pixel value of the pixel 514, which is the immediately available pixel. In this way, pixels that are not available up to position B can be replaced with usable pixel values.
  • the neighboring block pixel value can be used as the reference pixel value as it is (S422).
  • the image encoding / decoding apparatus may perform smoothing filtering on the obtained reference pixel value (S430).
  • smoothing filtering may be performed differently according to the size of the target block or the intra prediction mode.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a process of determining whether to correct an intra prediction value according to encoding information of a current block and a position of a prediction target pixel.
  • the image encoding / decoding apparatus may determine whether to perform correction based on the current block encoding information and the position of the block of the prediction target pixel.
  • the encoding information used to determine whether to perform the correction may include at least one of intra prediction mode information, luminance signal information, color difference signal information, and block size.
  • the image encoding / decoding apparatus first determines whether an intra prediction mode of the current block is a vertical prediction mode (S610). In the vertical prediction mode, it is determined whether the prediction target pixel is a pixel located at the left boundary of the current block (S612). As a result of the determination, it is determined to perform the surface correction when the pixel is located at the left boundary (S632). If the intra prediction mode is the vertical prediction mode and the pixel is not located at the left boundary, the correction may not be performed (S630). Determination of the vertical prediction mode and the horizontal prediction mode may be performed with reference to the following description.
  • the horizontal prediction mode it may be strictly determined whether the prediction direction is exactly the horizontal direction, but more relaxed conditions may be used to determine whether the prediction direction is close to the horizontal direction. For example, in the horizontal prediction mode determination using the relaxed condition, when the horizontal prediction mode is determined, if the prediction direction of the determination target prediction mode belongs to a direction within 30 degrees from the horizontal direction, the horizontal prediction mode may be determined. At this time, the angle used as the criterion for determination is not necessarily limited to an angle of 30 degrees, but may be set based on another angle.
  • the relaxed condition may be used to determine whether the prediction direction is close to the vertical direction. The following embodiments are described assuming that both the horizontal and vertical directions are strictly judged, but the present invention is not limited to these embodiments, and the horizontal and / or vertical directions are determined using the relaxed conditions as described above. Cases can also be seen as part of the invention.
  • the mode is a horizontal prediction mode (S620).
  • the determination processes (S610 and S620) of the vertical prediction mode and the horizontal prediction mode are not related to each other, and may be reversed.
  • the horizontal prediction mode it is determined whether the prediction target pixel is a pixel located at an upper boundary of the current block (S622). As a result of the determination, it is determined to perform the surface correction when the pixel is located at the upper boundary (S632). If the intra prediction mode is the horizontal prediction mode and the pixel is not located at the upper boundary, the correction may not be performed (S630). If the intra prediction mode is not the vertical or horizontal prediction mode, correction may not be performed on the prediction value for the current block (S630).
  • the correction of the prediction value for the current block is performed by considering at least one information of the intra prediction mode and the size of the block as described above only for the luma signal, and the color difference. It may not be performed for (chroma) signals.
  • prediction value correction may be performed on blocks smaller than 32 ⁇ 32 size. That is, prediction value correction may be performed on blocks having sizes of 4 ⁇ 4, 8 ⁇ 8, and 16 ⁇ 16.
  • correction when the inter prediction mode is the DC mode, correction may be performed on pixels at upper and left boundaries of the current block.
  • FIG. 7A schematically illustrates an embodiment of using a first prediction value for a pixel in a current block as a final prediction value in a vertical prediction mode
  • FIG. 7B is a first prediction value for a pixel in a current block in a horizontal prediction mode. Is a diagram schematically showing an embodiment of using a as a final prediction value.
  • the image encoding / decoding apparatus corrects a prediction value according to at least one of intra prediction mode, luminance signal, chrominance signal information, and block size in operation S330. If it is determined not to perform the first prediction value, the first prediction value is determined as the final prediction value for the current block 710 without performing the correction.
  • the first prediction value pred1 [x, y] may be obtained based on the reference pixel value.
  • BlockWidth means the width of the current block
  • BlockHeight means the height of the current block.
  • the first prediction value pred1 [x, y] may be determined as the upper reference pixel values 722, 724, 726, and 728 adjacent to the current block.
  • the pixels at the left boundary of the current block 710 are pixels 722 at the [0, -1] position, and the pixels in the second column on the left are [- Pixels 724 at position 1, -1; pixels 726 at position [2, -1]; and pixels 728 at position [3, -1];
  • the first predicted value pred1 [x, y] is determined using the pixel value of.
  • the image encoding / decoding apparatus may use the first prediction value pred1 [x, y] as the final prediction value predS [x, y].
  • predS [x, y] represents a final prediction value.
  • the first prediction value pred1 [x, y] may be determined as the left reference pixel values 732, 734, 736, and 738 adjacent to the current block.
  • the pixels at the upper boundary of the current block 710 are pixels 732 at the [-1,0] position, the pixels at the upper second row are the pixels 734 at the [-1,1] position, and the upper third row. Pixels of the [-1,2] position and pixels of the lower boundary are the first prediction values (pred1 [x, y]) using the pixel values of the pixels 738 of the [-1,3] position. Is determined. As in the case of vertical prediction, in the case of horizontal prediction, the first predicted value pred1 [x, y] may be used as the final predicted value predS [x, y].
  • FIG. 8 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of calculating a final prediction value by correcting a first prediction value for a pixel in a current block.
  • the image encoding / decoding apparatus performs correction on a prediction value according to at least one of intra prediction mode, luminance signal, color difference signal information, and block size in operation S330.
  • the first predictive value pred1 [x, y] is obtained by using the reference pixel value (see FIGS. 7A and 7B).
  • the initial correction value d [x, y] with respect to the first prediction value pred1 [x, y] of the prediction target pixel is determined (S820).
  • the initial correction value d [x, y] may be determined according to the horizontal or vertical position in the block of the prediction target pixel. That is, in the case of vertical prediction, it may be determined according to the vertical position in the block of the prediction target pixel, and in the case of horizontal prediction, it may be determined according to the horizontal position in the block of the prediction target pixel.
  • Equation 4 may be used by changing the direction of the difference as shown in Equation 4 'below.
  • the final correction value delta [x, y] is calculated based on the initial correction value d [x, y] (S830).
  • the efficiency of the calculation may be improved by calculating the final correction value delta [x, y] through arithmetic right shift with a relatively low computational complexity without performing a division or multiplication operation having a high computational complexity. That is, the two's complement integer representation of the initial correction value d [x, y] is arithmetically shifted by the binary digit M so that the final correction value delta [x, y] To calculate.
  • the most significant bit (MSB) of the arithmetic right shifted final correction value (delta [x, y]) has the same value as the MSB of the initial correction value (d [x, y]), and the final correction value (delta [ x, y]) has a characteristic of being rounded in a direction close to negative infinity.
  • the preferable value of binary digit M is 1 or 2.
  • predS [x, y] Clip1Y (pred1 [x, y] + delta [x, y])
  • Clip1 Y (x) Clip3 (0, (1 ⁇ BitDepthY) -1, x)
  • BitDepthY represents the bit depth of the luminance signal.
  • the final correction value delta [x, y] may be calculated through an arithmetic right shift operation.
  • the correction value may be calculated such that the correction value is rounded to an integer close to zero using the following equation.
  • delta [x, y] (d [x, y] + (d [x, y] ⁇ 0? 2 x : 0)) >> (x + 1) (for vertical prediction mode)
  • delta [x, y] (d [x, y] + (d [x, y] ⁇ 0? 2 y : 0)) >> (y + 1) (for horizontal prediction mode)
  • the correction value may be calculated such that the correction value is rounded to an integer far from zero using the following equation.
  • delta [x, y] (d [x, y] + (d [x, y] ⁇ 0? 1 + 2 x : 1)) >> (x + 1) (for vertical prediction mode)
  • delta [x, y] (d [x, y] + (d [x, y] ⁇ 0? 1 + 2 y : 1)) >> (y + 1) (for horizontal prediction mode)
  • the correction value can be calculated such that the correction value is rounded to an integer close to negative infinity using the following equation.
  • Equation 9 may be applied only to the left boundary of the current block using the vertical prediction mode and the upper boundary of the current block using the horizontal prediction mode. Same as the case of 1.
  • the final correction value after generating the initial correction value d [x, y], the final correction value may be calculated by using a sign operation and an absolute value operation based on the initial correction value. Can be.
  • the final correction value may be calculated by multiplying the sign of the initial correction value by the value of performing an arithmetic right shift operation on the absolute value of the initial correction value.
  • the final correction value may be calculated such that the final predicted value is rounded to an integer close to zero.
  • delta [x, y] Sign (d [x, y]) * ((Abs (d [x, y]) + 2 x ) >> (x + 1)) (for vertical prediction mode)
  • delta [x, y] Sign (d [x, y]) * ((Abs (d [x, y]) + 2 y ) >> (y + 1)) (for horizontal prediction mode)
  • the final correction value of the fifth embodiment based on the sign operation and the absolute value operation is performed by performing an addition operation on the sign of the initial correction value and the absolute value of the initial correction value, and then performing an arithmetic right shift operation on the result value. It can be calculated by multiplying one value. In this case, the final correction value may be calculated such that the calculated final predicted value is rounded to an integer far from zero.
  • delta [x, y] Sign (d [x, y]) * ((Abs (d [x, y]) + 2 x ) >> (x + 1)) (for vertical prediction mode)
  • delta [x, y] Sign (d [x, y]) * ((Abs (d [x, y]) + 2 y ) >> (y + 1)) (for horizontal prediction mode)
  • the first predicted value pred1 [x, y] and the final corrected value delta [x, y] are added to the final predicted value based on the final corrected value calculated through the first to fifth embodiments.
  • predS [x, y]) can be calculated.
  • FIG. 9A is a diagram schematically illustrating an embodiment of calculating a final prediction value by correcting a first prediction value when using a vertical mode.
  • FIG. 9B is a diagram schematically illustrating an embodiment of calculating a final prediction value by correcting a first prediction value when using a horizontal mode.
  • FIG. 10 is a flowchart schematically illustrating a scaling process of an image encoding / decoding method according to another embodiment of the present invention.
  • an image encoding / decoding apparatus may perform scaling to derive motion vector information of a prediction block when performing inter prediction or motion compensation of a current block.
  • the image encoding / decoding apparatus determines whether the reference picture of the current block and the reference picture of the reference block are the same (S1010). In this case, the image encoding / decoding apparatus may determine whether the reference picture index indicating the reference picture in the reference picture list as well as the reference picture is the same. Then, it is determined whether to perform scaling of the motion vector of the reference block according to the determination result of the same (S1020). If the reference picture is the same, the scaling for the motion vector of the reference block may not be performed. If not, the scaling for the motion vector of the reference block is required.
  • the motion vector of the scaled reference block may be used as the basis of the motion vector of the current block and used for inter prediction of the current block.
  • the inter prediction method applied for inter prediction through the scaling process may include an advanced motion vector prediction (AMVP) and a merge mode.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • it may be applied to temporal merge candidate derivation process in merge mode, and may be applied to temporal motion vector derivation process and spatial motion vector derivation process in AMVP.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a POC difference between a current picture and a reference picture of a spatial reference block and a POC difference between the current picture and a reference picture of the current block.
  • a reference block 1110 for deriving a spatial motion vector candidate among neighboring blocks of the current block 1100 may be a lowermost block adjacent to the left side of the current block 1100, a lower block adjacent to the lower end of the left lowermost block, At least one of an upper left corner block of the current block, an upper right corner block of the current block, and an adjacent upper rightmost block of the current block.
  • the reference picture 1140 of the reference block 1110 is used as the reference picture 1130 of the current block 1100. Should be the same as).
  • the motion vector of the reference block 1110 may be scaled and used for prediction of the current block 1100. That is, a tb value indicating a difference between a picture order count (POC) of the reference picture 1130 and the current picture 1120 of the current block and a POC difference between the current picture 1120 and the reference picture 1140 of the reference block 1110. Determining whether the td values are the same, if not, does not perform the scaling process, and if not, may perform the scaling process.
  • POC picture order count
  • FIG. 11B is a diagram illustrating a POC difference between a reference picture of a corresponding position block and a corresponding position picture, and a POC difference between a current picture and a reference picture of the current block.
  • the apparatus for encoding and decoding an image corresponds to a co-located block 1150 at a position corresponding to the current block 1100 in a co-located picture 1160 that has already been reconstructed.
  • Prediction of the current block 1100 may be performed based on the motion vector of the associated reference block. That is, a block located inside or outside the corresponding location block may be used as a reference block for temporal motion vector derivation or temporal merge candidate derivation.
  • the reference block may be determined according to the relative position of the lower right block among four square blocks based on the center of the lower right corner block or the corresponding position block of the corresponding position block.
  • a td value indicating a POC difference between the reference picture 1170 referenced by the corresponding position block 1150 and the corresponding position picture 1160 and the current block 1100 are referred to. It is determined whether the tb value representing the POC difference between the reference picture 1130 and the current picture 1120 is the same. If the two values are the same, the scaling process is not performed. If the two values are not the same, the scaling process may be determined.
  • FIG. 12 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a process of calculating a scaling factor value for a motion vector based on POC difference values between pictures.
  • the image encoding / decoding apparatus obtains td and tb values representing POC differences between pictures for calculating scaling factor values (S1210).
  • the first value may mean a td value and the second value may mean a tb value.
  • the td value represents a difference value between the POC of the current picture and the POC of the reference picture referenced by the spatially adjacent reference block
  • the tb value represents the current value.
  • a difference value between the POC of the picture and the POC of the reference picture referenced by the current block is shown.
  • the prediction direction of the reference picture of the current block and the reference picture of the reference block may be different from each other.
  • the codes of the td and tb values may be different from each other.
  • the td value or tb value may be adjusted to fall within a range between -128 and 127. At this time, if the td value or the tb value is less than -128, the td value or the tb value may be adjusted to -128, and if the td value or the tb value is greater than 127, the td value or the tb value may be adjusted to 127. If the td value or tb value is in the range between -128 and 127, the td value or tb value is not adjusted.
  • td Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (currPic)-RefPicOrder (currPic, refIdxZ, ListZ))
  • tb Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (currPic)-RefPicOrder (currPic, refIdxLX, LX))
  • currPic may mean the current picture.
  • X may have a value of 0 or 1.
  • refIdxLX and LX may represent refIdxL0 and L0, which may mean variables related to L0 temporal motion information.
  • refIdxLX may indicate an LX reference picture index indicating a reference picture in the LX reference picture list to which reference pictures are assigned.
  • refIdxLX may indicate the first reference picture in the LX reference picture list
  • refIdxLX value is ⁇ 1, refIdxLX may indicate that the reference picture in the reference picture list is not indicated.
  • Z is the lowermost block adjacent to the left side, which is the position of the reference block for spatial motion vector derivation, the block adjacent to the lower end of the left lowermost block, the upper left corner block of the current block, the upper right corner block of the current block and the At least one of the adjacent upper rightmost blocks of the current block may be indicated.
  • the td value represents a difference value between the POC of the corresponding position picture and the POC of the reference picture referenced by the corresponding position block, and the tb value. Denotes the difference between the POC of the current picture and the POC of the reference picture referenced by the current block.
  • the td value or the tb value may be adjusted to be included in a range between -128 and 127.
  • td Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (colPic)-RefPicOrder (currPic, refIdxCol, ListCol))
  • tb Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (currPic)-RefPicOrder (currPic, refIdxLX, LX))
  • colPic may mean a corresponding position picture.
  • refIdxCol and ListCol may refer to a reference picture index and a reference picture list of a corresponding position block, respectively.
  • the image encoding apparatus may calculate an offset value by performing arithmetic right shift by one binary digit on the two's complement integer representation of the absolute value of the td value (S1220). That is, the offset value uses a value proportional to the absolute value of td, and may be calculated by performing an arithmetic right shift having a relatively low computational complexity without performing a computation having a high complexity.
  • Abs () represents an absolute value function
  • the output value of the function becomes the absolute value of the input value
  • the image encoding / decoding apparatus calculates an inverse value of the td value based on the offset value (S1230).
  • the scaling factor value is calculated based on the inverse value tx of the tb value and the td value (S1240).
  • FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating a configuration of calculating a final scaling factor value based on an inverse value of a tb value and a td value.
  • the configuration 1300 for calculating a final scaling factor value ScaleFactor includes a multiplier 1310, an add operation performer 1320, an arithmetic shift performer 1330, and a factor value adjuster 1340. It may include.
  • the first value and the second value acquirer 1302 obtain a td value and a tb value through the method described in operation S1210. Then, the offset value calculator 1306 calculates an offset value through the method described in step S1220 based on the td value, and the inverse value calculator 1308 based on the offset value S1230.
  • the inverse value (tx) of the td value is calculated through the method described in.
  • the multiplier 1310 receives the inverse value tx of the td value calculated by the tb value and the inverse value calculator 1308 and performs multiplication.
  • the addition operation performing unit 1320 may perform an addition operation based on the product of the inverse value tx of the tb value and the td value. In this case, an operation of adding 32 may be performed.
  • the arithmetic shifting unit 1330 performs arithmetic right shift by 6 binary digits on the two's complement integer representation of the result of the addition operation. The operation so far can be expressed as:
  • the scaling factor value ScaleFactor is adjusted to be included in a range between -4096 and 4095.
  • adjusting the scaling factor value (ScaleFactor) to be included in a specific range means clipping to the scaling factor value (A) less than A and to B if it is larger than B. it means.
  • the image encoding / decoding apparatus may calculate the scaled motion vector value scaledMV.
  • the scaled motion vector value (scaledMV) is the result of multiplying the scaling factor value (ScaleFactor) and the corresponding motion vector (which may mean a motion vector associated with at least one of spatial motion vector derivation, temporal motion vector derivation, and temporal merge). Based on the sign of the value and the absolute value of the multiplication result value can be calculated by multiplying the value of the addition operation and the arithmetic movement operation.
  • scaledMV Sign (ScaleFactor * mv) * ((Abs (ScaleFactor * mv) +127) >> 8)
  • Sign () outputs sign information of a specific value (for example,-if the Sign (-1) is outputted), and mv represents a motion vector value before scaling.
  • a scaling process may be performed on the x component and the y component, which are respective component values of the motion vector.
  • the image encoding / decoding apparatus may generate the prediction block of the current block by using the scaled motion vector value as described above.
  • the scaling factor value calculation method can also be used for the scaling factor value calculation process in implicit weighted prediction.
  • the image encoding / decoding apparatus acquires td and tb values representing POC differences between pictures for calculating scaling factor values.
  • the td value represents the difference between the POC of the reference picture referenced by the current picture among reference pictures in reference picture list 1 and the POC of the reference picture referenced by the current picture among reference pictures in reference picture list 0 and the tb value represents the current picture.
  • a difference value between the POC and the POC of the reference picture referenced by the current picture among the reference pictures in the reference picture list 0 may be indicated.
  • the td value or the tb value may be adjusted to be included in the range between -128 and 127.
  • the td value or the tb value may be adjusted to -128, and if the td value or the tb value is greater than 127, the td value or the tb value may be adjusted to 127. If the td value or tb value is in the range between -128 and 127, the td value or tb value is not adjusted.
  • td Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (currPic, refIdxL1, L1)-RefPicOrder (currPic, refIdxL0, L0))
  • tb Clip3 (-128, 127, PicOrderCnt (currPic)-RefPicOrder (currPic, refIdxL0, L0))
  • the image encoding apparatus may calculate an offset value by performing arithmetic right shift by one binary digit on the two's complement integer representation of the absolute value of the td value.
  • the scaling factor value ScaleFactor may be adjusted to be included in a range between -1024 and 1023.
  • the scaling factor value ScaleFactor may be adjusted to fall within a range between -4096 and 4065 without being adjusted to fall within a range between -1024 and 1023.
  • the weight value of the reference picture in the reference picture list 0 is determined as 64-(ScaleFactor >> 2) using the weighting factor value, and the weight value of the reference picture in the reference picture list 1 is determined as ScaleFactor >> 2. Can be.
  • the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and any steps may occur in a different order than or simultaneously with other steps as described above. Can be. Also, one of ordinary skill in the art would appreciate that the steps shown in the flowcharts are not exclusive, that other steps may be included, or that one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention. I can understand.

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Abstract

본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 단계, 현재 블록에 대해 화면내 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함한다. 따라서, 영상 부호화/복호화시 연산 복잡도를 감소시킬 수 있다.

Description

영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연산 복잡도 감소를 통한 화면내 예측 및 화면간 예측 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 해상도를 가지는 방송 서비스가 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되면서, 많은 사용자들이 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지고 있으며 이에 따라 많은 기관들이 차세대 영상기기에 대한 개발에 박차를 가하고 있다. 또한 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서 보다 높은 해상도, 고화질의 영상에 대한 압축기술이 요구되고 있다.
영상 압축을 위해, 시간적으로 이전 및/또는 이후의 픽처(picture)로부터 현재 픽처에 포함된 픽셀값을 예측하는 인터(inter) 예측 기술, 현재 픽처 내의 픽셀 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 픽셀값을 예측하는 인트라(intra) 예측 기술, 출현 빈도가 높은 심볼(symbol)에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 심볼에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는 연산 복잡도 감소를 통해 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 연산 복잡도 감소를 통해 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 복호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 연산 복잡도 감소를 통해 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 예측 블록 생성 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 연산 복잡도 감소를 통해 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 인트라 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 연산 복잡도 감소를 통해 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 인터 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상의 복호화 방법은 엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 단계, 현재 블록에 대해 화면내 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록의 부호화 정보와 예측 대상 화소의 현재 블록 내의 위치에 따라 화면내 예측 값의 보정 여부를 결정하는 단계 및 상기 결정 결과를 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정 여부 결정 단계는 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 휘도 신호 정보, 색차 신호 정보 및 블록의 크기 중 적어도 어느 하나를 고려하여 화면 내 예측 값의 보정 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정 여부 결정 단계는 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 수직 방향 예측 모드인 경우는 상기 현재 블록 내 좌측 경계의 화소에 대해 보정을 수행하도록 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정 여부 결정 단계는 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 수평 방향 예측 모드인 경우 상기 현재 블록 내 상측 경계의 화소에 대해 보정을 수행하도록 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최종 예측값 생성 단계는 화면 내 예측 값에 대한 보정을 수행하기로 결정된 경우, 상기 현재 블록과 인접한 참조 화소 값을 이용하여 1차 예측값을 획득하는 단계, 상기 예측 대상 화소의 블록 내 가로 또는 세로 위치에 따라 초기 보정값을 결정하는 단계, 상기 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 최종 보정값을 산출하는 단계 및 상기 1차 예측값과 상기 최종 보정값을 기반으로 최종 예측값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드가 수직 방향 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 경계의 화소에 대해서 보정을 수행하되, 상기 현재 블록과 인접한 상측 참조 화소 값을 이용하여 상기 1차 예측값을 생성하고, 상기 예측 대상 화소의 블록 내 세로 방향 위치에 대응되는 좌측 참조 화소값과 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 화소의 화소값과의 차를 이용하여 초기 보정값을 결정하고, 화면 내 예측 모드가 수평 방향 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 상단 경계의 화소에 대해서 보정을 수행하되, 상기 현재 블록과 인접한 좌측 참조 화소 값을 이용하여 상기 1차 예측값을 생성하고, 상기 예측 대상 화소의 블록 내 가로 방향 위치에 대응되는 상측 참조 화소값과 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 화소의 화소값과의 차를 이용하여 초기 보정값을 결정할 수 있다.
상기 최종 예측값 생성 단계는 화면 내 예측 값에 대한 보정을 수행하지 않기로 결정된 경우, 수직 방향 예측 모드에서는 상기 현재 블록과 인접한 상측 참조 화소값에 기반하여 상기 예측 대상 화소의 최종 예측 값을 생성하고, 수평 방향 예측 모드에서는 상기 현재 블록과 인접한 상측 참조 화소값에 기반하여 상기 예측 대상 화소의 최종 예측 값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법은 상기 예측 대상 화소에 대한 화면내 예측에 사용할 참조 화소를 결정하는 단계를 더 포함하되, 상기 참조 화소 결정 단계는 상기 현재 블록과 인접한 위치의 화소들 중 이미 복원된 화소를 이용하여 참조 화소를 결정하는 단계 및 상기 참조 화소의 화소값을 평활화 필터링하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상의 복호화 장치는 엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 잔차 블록 복원부, 현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부 및 상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 영상 복원부를 포함하되, 상기 예측 블록 생성부는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상의 부호화 방법은 입력 영상에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 인트라 예측에 의해 예측된 예측 블록과 현재 예측 블록간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하되, 상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상의 부호화 장치는 입력 영상에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부 및 상기 인트라 예측에 의해 예측된 예측 블록과 현재 예측 블록간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 부호화부를 포함하되, 상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 복호화 방법은 엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 단계, 참조 블록의 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 단계 및 상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
공간적 또는 시간적 움직임 벡터 유도시 및 시간적 머지(merge) 후보 유도시 사용되는 상기 참조 블록은 i) 공간적 움직임 벡터 유도시 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 최하단 블록, 상기 좌측 최하단 블록의 하단과 인접한 블록, 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록 및 상기 현재 블록의 인접한 상단 최우측 블록 중 적어도 어느 하나를 포함하고, ii) 시간적 움직임 벡터 유도시 및 iii) 시간적 머지 후보 유도시에는 현재 픽처의 대응 위치 픽처에서 상기 현재 블록과 공간적으로 대응되는 대응 위치 블록의 내부 및 외부에 위치한 블록 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 예측 블록 생성 단계는 상기 픽처들 간 POC(Picture Order Count) 차이 값을 기반으로 제 1 및 제 2 값을 획득하는 단계, 상기 제 1 값의 절대값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 오프셋 값을 산출하여 상기 제 1 값의 반비례값을 산출하는 단계 및 상기 제 2 값 및 상기 제 1 값의 반비례값을 기반으로 상기 스케일링 인자 값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
i) 공간적 움직임 벡터 유도시 상기 제 1 값은 현재 픽처의 POC와 상기 참조 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값이고, 상기 제 2 값은 현재 픽처의 POC와 상기 현재 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값이며, ii) 시간적 움직임 벡터 유도 또는 iii) 시간적 머지 후보 유도시 상기 제 1 값은 대응 위치 픽처(co-located picture)의 POC와 상기 대응 위치 픽처에서 현재 블록과 대응 위치 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값이고, 상기 제 2 값은 현재 블록 영상의 POC와 상기 현재 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값일 수 있다.
상기 스케일링 인자 값 계산 단계는 상기 제 2 값 및 상기 제 1 값의 반비례값의 곱을 기반으로 덧셈 연산 및 산술적 우측 이동 연산을 수행하여 상기 스케일링 인자 값을 산출하는 단계 및 상기 스케일링 인자 값을 특정 범위에 포함되도록 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 잔차 블록 복원부, 현재 블록에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부 및 상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 영상 복원부를 포함하되, 상기 예측 블록 생성부는 상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 동일 여부 판단부 및 상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 스케일링부를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상의 부호화 방법은 입력 영상에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 현재 입력 블록과 화면간 예측에 의해 예측된 예측 블록 간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하되, 상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 단계 및 상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적은 달성하기 위한 본 발명의 영상 부호화 장치는 입력 영상에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부 및 상기 현재 입력 블록과 화면간 예측에 의해 예측된 예측 블록 간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 부호화부를 포함하되, 상기 예측 블록 생성부는 상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 동일 여부 판단부 및 상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 스케일링부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의하면, 연산 복잡도를 감소시킬 수 있고, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 의하면, 연산 복잡도를 감소시킬 수 있고, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 예측 블록 생성 방법에 의하면, 연산 복잡도를 감소시킬 수 있고, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 인트라 예측 방법에 의하면, 연산 복잡도를 감소시킬 수 있고, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 인터 예측 방법에 의하면, 연산 복잡도를 감소시킬 수 있고, 영상 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법의 현재 블록의 최종 예측값 산출 과정을 나타낸 흐름도,
도 4는 인트라 예측에 사용할 참조 화소를 구하는 과정의 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 5는 인트라 예측에 사용할 참조 화소를 구하는 과정에서 사용 불가능한 화소의 대체를 위한 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 현재 블록의 부호화 정보와 예측 대상 화소의 위치에 따라 화면내 예측값 보정 여부를 결정하는 과정의 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 7a은 수직 예측 모드에서 현재 블록 내 화소에 대한 1차 예측 값을 최종 예측 값으로 사용하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 7b은 수평 예측 모드에서 현재 블록 내 화소에 대한 1차 예측 값을 최종 예측 값으로 사용하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 8은 현재 블록 내 화소에 대한 1차 예측 값에 보정을 수행하여 최종 예측 값을 산출하는 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 9a는 수직 모드 사용시 1차 예측 값에 보정을 수행하여 최종 예측 값을 산출하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 9b는 수평 모드 사용시 1차 예측 값에 보정을 수행하여 최종 예측 값을 산출하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법의 스케일링 수행 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 11a는 현재 픽처와 공간적 참조 블록의 참조 픽처 사이의 POC(Picture Order Count) 차이 및 현재 픽처와 현재 블록의 참조 픽처의 사이의 POC 차이를 나타내는 도면,
도 11b는 대응 위치 블록의 참조 픽처와 대응 위치 픽처 사이의 POC 차이 및현재 픽처와 현재 블록의 참조 픽처 사이의 POC 차이를 나타내는 도면,
도 12는 POC 차이 값들을 기반으로 움직임 벡터에 대한 스케일링 인자 값을 계산하는 과정의 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 13은 tb 값과 td 값의 반비례값을 기반으로 최종 스케일링 인자 값을 계산하는 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 아울러, 본 발명에서 특정 구성을 "포함" 한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 영상 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 영상 버퍼(190)를 포함한다. 여기서, 영상은 후술되는 픽처(picture)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림을 출력할 수 있다. 인트라 예측은 화면 내 예측, 인터 예측은 화면 간 예측을 의미한다. 인트라 모드인 경우 스위치(115)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(115)가 인터로 전환될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분을 부호화할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다. 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터이며, 현재 부호화/복호화 대상 영상과 참조 영상 사이의 오프셋을 나타낼 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 변환부(130)는 잔차 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 그리고 양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터에 따라 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터 값 등을 기초로 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림(bit stream)을 출력할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 성능이 높아질 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다.
도 1의 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 인터 예측 부호화, 즉 화면 간 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서 양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환된다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록이 생성된다.
복원 블록은 필터부(180)를 거치고, 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 적응적 인루프(in-loop) 필터로 불릴 수도 있다. 디블록킹 필터는 블록 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. SAO는 코딩 에러를 보상하기 위해 픽셀값에 적정 오프셋(offset) 값을 더해줄 수 있다. ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 영상 버퍼(270)를 포함한다.
영상 복호화 장치(200)는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 입력 받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다. 영상 복호화 장치(200)는 입력 받은 비트스트림으로부터 복원된 잔차 블록(reconstructed residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다. 엔트로피 복호화 방법은 상술한 엔트로피 부호화 방법과 유사하다.
엔트로피 복호화 방법이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 각 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 복호화 방법을 통해서 영상 복호화의 압축 성능이 높아질 수 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 복원된 잔차 블록이 생성될 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 부호화/복호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 인터 모드인 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 영상 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 영상 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
이하, 유닛(unit)은 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미한다. 영상 부호화 및 복호화 시 부호화 혹은 복호화 단위는, 영상을 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미하므로, 블록(block), 부호화 유닛 (CU: Coding Unit), 예측 유닛 (PU: Prediction Unit), 변환 유닛(TU: Transform Unit) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 후술되는 실시예들에서 유닛은 블록으로도 지칭될 수 있다. 하나의 유닛은 크기가 더 작은 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 현재 블록은 인트라 예측 혹은 움직임 보상 수행 대상이 되는 블록을 지칭할 수 있으며, 인트라 예측을 수행할 경우 현재 블록은 예측 유닛, 예측 블록, 변환 유닛, 변환 블록 중 어느 하나를 의미할 수 있으며, 움직임 보상을 수행할 경우 현재 블록은 예측 유닛, 예측 블록 중 어느 하나를 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법의 현재 블록의 최종 예측값 산출 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치는 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하기 위해 참조 화소를 기반으로 최종 예측값을 산출한다. 이를 위해, 영상 부호화/복호화 장치는 화면 내 예측에 사용할 참조 화소의 화소값을 획득한다(S310). 참조 화소는 현재 블록과 인접한 화소들 중 이미 복원된 화소를 이용하되, 인접한 위치의 화소가 사용 불가능한 경우에는 대응하는 참조 화소 값으로 상기 사용 불가능한 화소의 화소 값을 대체할 수 있다. 참조 화소를 구하고 나면, 현재 블록의 부호화 정보와 예측 대상 화소의 블록 내 위치 정보를 획득한다(S320). 그리고는, 상기 부호화 정보와 예측 대상 화소의 블록 내 위치 정보를 기반으로 참조 화소값을 통한 1차 예측값의 보정이 필요한지 여부를 판단한다(S330). 이때, 인트라(화면 내) 예측 모드 정보, 휘도 신호 정보, 색차 신호 정보 및 블록의 크기 중 적어도 어느 하나의 정보를 기반으로 결정을 달리할 수 있다.
보정 수행 여부 판단 결과, 보정이 필요하지 않다고 판단된 경우, 영상 부호화/복호화 장치는 상기 1차 예측값을 현재 블록의 최종 예측값으로 직접 활용할 수 있다(S340). 반면, 보정이 필요하다고 판단된 경우, 영상 부호화/복호화 장치는 상기 1차 예측값과 보정값을 구한 후, 상기 1차 예측값과 보정값을 합산하여 최종 예측값을 산출할 수 있다(S350). 이때, 보정값 계산과 관련된 연산 복잡도는 일반적으로 상당히 높기 때문에, 이를 감소시키기 위해, 산술적 우측 이동(arithmetic right shift) 동작의 수행을 고려할 수 있다. 산술적 우측 이동 연산(">>")은 연산 대상 값의 부호가 바뀌지 않는 특성이 있으며, 그 결과가 0에 가깝도록 라운딩 되는 통상의 정수 나눗셈 연산("/")과 달리 그 결과가 음의 무한대에 가깝도록 라운딩 되는 특성을 지닌다.
도 4는 인트라 예측에 사용할 참조 화소를 구하는 과정의 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 부호화/복호화 장치는 현재 블록에 대한 주변 블록 화소 정보를 기반으로 주변 블록의 화소값을 이용할 수 있는지 판단한다(S410). 이때, 주변 블록의 화소값을 사용할 수 없는 경우는 상기 주변 블록의 화소가 i) 픽처 경계 밖인 경우, ii) 슬라이스(slice)/타일(tile) 경계 밖인 경우, iii) CIP(constrained_intra_pred_flag)가 1인 경우, 즉, 현재 블록이 CIP가 적용된 블록인데, 주변 블록이 화면간 예측으로 부호화된 블록인 경우 중 적어도 어느 하나에 포함되는 경우일 수 있다. 이렇게, 주변 블록의 화소값을 참조 화소값으로 사용불가능한 경우, 대응하는 참조 화소값은 다른 주변 블록의 사용 가능한 화소값 또는 특정 기본값으로 대체할 수 있다(S420).
도 5는 인트라 예측에 사용할 참조 화소를 구하는 과정에서 사용 불가능한 화소의 대체를 위한 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 현재 블록(500)의 주변 블록을 참조 화소 값을 구하는데 사용할 수 있다. 이때, 참조 화소 값을 구하는데 사용될 수 있는 주변 블록은 현재 블록(500)과 인접한 주변 블록, 현재 블록(500)의 높이만큼 좌측 최하단 주변 블록의 하단에 인접한 주변 블록 및 현재 블록(500)의 너비만큼 상단 최우측 주변 블록의 우측에 인접한 주변 블록일 수 있고, 이때, 주변 블록의 화소 중에서 현재 블록(500)의 주변에 위치한 화소만이 참조 화소로 사용될 수 있다.
이때, 참조 화소값을 구하는데, 주변 블록을 사용할 수 없는 경우, 다른 주변 블록의 사용 가능한 화소값으로 대체할 수 있다. 도 5에서, 현재 블록(500)의 주변 블록 중 빗금 친 블록이 사용 가능한 블록이고, 그렇지 않은 블록은 사용 불가능한 블록을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화/복호화 장치는 현재 블록(500)과 인접한 위치의 화소가 사용 가능한지 불가능한지 판단하고, 판단 결과를 저장할 수 있다. 예컨대, 도 5에서 빗금 친 블록에 속한 화소는 사용 가능한 화소로, 빗금 쳐 지지 않은 블록에 속한 화소는 사용 불가능한 화소로 판단하고 저장할 수 있다. 이때, 사용 불가능한 화소가 하나 이상 존재할 경우, 사용 불가능한 화소값을 사용 가능한 화소값으로 대체할 수 있다.
도 5의 A 위치의 화소(520)를 시작점으로 하여 B 위치의 화소(522)까지 이동하면서, 바로 이전의 사용 가능한 화소값으로 사용 불가능한 화소를 대체할 수 있다. 이때, 시작점의 화소(520)가 사용 불가능한 경우, A 위치로부터 B 위치까지 이동하며 처음으로 발생하는 사용 가능 화소(512)의 화소값을 시작점의 화소(520) 값으로 대체할 수 있다. 주변 블록(510, 530, 532)의 경우를 살펴보면, 주변 블록(510)은 사용 가능하고, 주변 블록(530, 532)은 사용 불가능한 블록이다. 따라서, 시작점의 화소(520)는 사용 불가능한 화소이고, A 위치로부터 B 위치까지 이동하며 처음 발생하는 사용 가능 화소(512)의 화소값으로 시작점의 화소(520)를 대체하고, 주변 블록(530)의 화소는 화소(512)의 화소값으로 대체되고, 주변 블록(532)의 화소는 바로 이전 사용 가능한 화소인 화소(514)의 화소값으로 대체될 수 있다. 이와 같은 방법으로 B 위치까지 사용 불가능한 화소를 사용 가능한 화소 값으로 대체할 수 있다.
다시 도 4로 돌아가서, 주변 블록 화소의 사용 가능 여부 판단 결과, 주변 블록의 화소값을 이용할 수 있는 경우는 주변 블록 화소값을 그대로 참조 화소값으로 이용할 수 있다(S422).
영상 부호화/복호화 장치는 구해진 참조 화소값에 대해 평활화 필터링(smoothing filtering)을 수행할 수 있다(S430). 이때, 대상 블록의 크기 또는 화면 내 예측 모드에 따라 평활화 필터링을 달리 수행할 수 있다.
도 6은 현재 블록의 부호화 정보와 예측 대상 화소의 위치에 따라 화면내 예측값 보정 여부를 결정하는 과정의 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 영상 부호화/복호화 장치는 현재 블록 부호화 정보와 에측 대상 화소의 블록 내 위치를 기반으로 보정 수행 여부를 결정할 수 있다. 보정 수행 여부 판단에 사용되는 부호화 정보는 전술한 바와 같이, 화면 내 예측 모드 정보, 휘도 신호 정보, 색차 신호 정보, 블록의 크기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
보정 수행 여부 결정을 위해, 영상 부호화/복호화 장치는 먼저, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 수직(vertical) 예측 모드인지 판단한다(S610). 수직 예측 모드인 경우, 예측 대상 화소가 현재 블록의 좌측 경계에 위치한 화소인지 판단한다(S612). 판단 결과, 좌측 경계에 위치한 화소인 경우면 보정을 수행하도록 결정한다(S632). 화면 내 예측 모드가 수직 예측 모드인데, 좌측 경계에 위치한 화소가 아닌 경우, 보정을 수행하지 않을 수 있다(S630). 수직 예측 모드 및 수평 예측 모드에 대한 판단은 후술할 내용을 참조하여 수행될 수 있다. 수평 예측 모드 판단 시 예측 방향이 정확히 수평 방향 인지 아닌지를 엄밀하게 판단할 수도 있지만 좀더 완화된 조건을 사용하여 예측 방향이 수평 방향과 가까운지 아닌지를 판단할 수도 있다. 완화된 조건을 사용하는 수평 예측 모드 판단의 예를 들면, 수평 예측 모드 판단 시 판단 대상 예측 모드의 예측 방향이 수평 방향을 기준으로 30도 이내의 방향에 속하면 수평 예측 모드로 판단할 수 있다. 이때, 판단 기준이 되는 각도가 반드시 30도의 각도로 한정되는 것은 아니고, 다른 각도를 기준으로 설정할 수 있다. 수직 예측 모드의 판단 시에도 수평 예측 모드 판단 시와 마찬가지로 완화된 조건을 사용하여 예측 방향이 수직 방향과 가까운 방향인지 아닌지를 판단할 수도 있다. 이후 실시예는 모두 수평 및 수직 방향 여부를 엄밀히 판단하는 것을 가정하여 기술하고 있으나, 본 발명이 이러한 실시예에만 국한된 것은 아니고 수평 및/또는 수직 방향 판단을 상술한 바와 같이 완화된 조건을 사용하여 하는 경우도 본 발명의 일부로 볼 수 있다.
그리고는, 수평(horizontal) 예측 모드인지 판단한다(S620). 수직 예측 모드 및 수평 예측 모드의 판단 과정(S610, S620)은 서로 연관 관계가 있는 것은 아니며, 서로 순서가 바뀌어도 무방할 수 있다. 수평 예측 모드인 경우, 예측 대상 화소가 현재 블록의 상측 경계에 위치한 화소인지 판단한다(S622). 판단 결과, 상측 경계에 위치한 화소인 경우면 보정을 수행하도록 결정한다(S632). 화면 내 예측 모드가 수평 예측 모드인데, 상측 경계에 위치한 화소가 아닌 경우, 보정을 수행하지 않을 수 있다(S630). 화면 내 예측 모드가 수직 또는 수평 예측 모드가 아닌 경우, 현재 블록에 대한 예측값에 대한 보정을 수행하지 않을 수 있다(S630).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록에 대한 예측 값에 대한 보정은 휘도(luma) 신호에 대해서만 상기와 같이 화면내 예측 모드 및 블록의 크기 중 적어도 어느 하나의 정보를 고려하여 이루어지고, 색차(chroma) 신호에 대해서는 수행되지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 32 x 32 크기 미만의 블록에 대해 예측값 보정을 수행할 수 있다. 즉, 4 x 4, 8 x 8, 16 x 16 크기의 블록에 대해 예측값 보정을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 화면간 예측 모드가 DC 모드일 경우, 현재 블록의 상측 및 좌측 경계의 화소에 대해 보정을 수행할 수 있다.
도 7a은 수직 예측 모드에서 현재 블록 내 화소에 대한 1차 예측 값을 최종 예측 값으로 사용하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7b은 수평 예측 모드에서 현재 블록 내 화소에 대한 1차 예측 값을 최종 예측 값으로 사용하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 영상 부호화/복호화 장치는 보정 여부 결정 단계(S330)에서 화면내 예측 모드, 휘도 신호, 색차 신호 정보 및 블록의 크기 중 적어도 어느 하나의 정보에 따라 예측값에 대한 보정을 수행하지 않기로 결정한 경우, 1차 예측 값을 구한 후, 보정 수행 없이, 상기 1차 예측 값을 현재 블록(710)에 대한 최종 예측값으로 결정한다.
이때, 1차 예측 값(pred1[x,y])은 참조 화소값을 기반으로 구할 수 있다. 후술될 p[x,y]는 [x,y] 위치의 참조 화소값을 의미한다. 이후, 실시예에서 x = -1, ..., BlockWidth-1, y = -1,..., BlockHeight-1의 범위의 값을 가질 수 있다. 여기서, BlockWidth는 현재 블록의 폭, BlockHeight는 현재 블록의 높이를 의미한다. 도 7a 및 도 7b와 관련된 실시예는 4 x 4 블록의 예를 들어서 설명하고 있는데, 이 경우, 참조 화소는 x = -1, ..., 3 및 y = -1, ..., 3의 범위를 가질 수 있고, 현재 블록의 화소는 x = 0, ..., 3 및 y = 0, ..., 3의 범위를 가질 수 있다.
도 7a를 참조하면, 수직 방향 예측의 경우, 1차 예측 값(pred1[x,y])을 현재 블록과 인접한 상측 참조 화소값(722, 724, 726, 728)으로 결정할 수 있다.
[수학식 1]
pred1[x,y] = p[x,-1] (x = 0,...,BlockWidth-1; y = 0,...,BlockHeight-1)
현재 블록의 좌측 상단 위치를 [0,0]으로 가정할 경우, 현재 블록(710)의 좌측 경계의 화소들은 [0,-1] 위치의 화소(722)를, 좌측 두 번째 열의 화소들은 [-1,-1] 위치의 화소(724)를, 좌측 세 번째 열 화소들은 [2,-1] 위치의 화소(726)를, 우측 경계의 화소들은 [3,-1] 위치의 화소(728)의 화소 값을 이용하여 1차 예측값(pred1[x,y])을 결정한다.
그리고, 영상 부호화/복호화 장치는 상기 1차 예측 값(pred1[x,y])을 최종 예측값(predS[x,y])으로 사용할 수 있다.
[수학식 2]
predS[x,y] = pred[x,y] (x = 0,...,BlockWidth-1; y = 0,...,BlockHeight-1)
여기서, predS[x,y]는 최종 예측값을 나타낸다.
도 7b를 참조하면, 수평 방향 예측의 경우, 1차 예측 값(pred1[x,y])을 현재 블록과 인접한 좌측 참조 화소값(732, 734, 736, 738)으로 결정할 수 있다.
[수학식 3]
pred1[x,y] = p[-1,y] (x = 0,...,BlockWidth-1; y = 0,...,BlockHeight-1)
현재 블록(710)의 상측 경계의 화소들은 [-1,0] 위치의 화소(732)를, 상측 두 번째 행의 화소들은 [-1,1] 위치의 화소(734)를, 상측 세 번째 행의 화소들은 [-1,2] 위치의 화소(736)를, 하단 경계의 화소들은 [-1,3] 위치의 화소(738)의 화소 값을 이용하여 1차 예측값(pred1[x,y])을 결정한다. 수직 방향 예측의 경우와 마찬가지로, 수평 방향 예측의 경우에도, 상기 1차 예측값(pred1[x,y])을 최종 예측값(predS[x,y])으로 사용할 수 있다.
도 8은 현재 블록 내 화소에 대한 1차 예측 값에 보정을 수행하여 최종 예측 값을 산출하는 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 영상 부호화/복호화 장치는 보정 여부 결정 단계(S330)에서 화면내 예측 모드, 휘도 신호, 색차 신호 정보 및 블록의 크기 중 적어도 어느 하나의 정보에 따라 예측값에 대한 보정을 수행하기로 결정한 경우, 상기한 참조 화소값을 활용하는 방식(도 7a 및 도 7b 참조)을 통해 1차 예측값(pred1[x,y])을 획득한다(S810).
그리고는, 예측 대상 화소의 1차 예측값(pred1[x,y])에 대한 초기 보정값(d[x,y])을 결정한다(S820). 초기 보정값(d[x,y])은 예측 대상 화소의 블록 내 가로 또는 세로 위치에 따라 결정될 수 있다. 즉, 수직 방향 예측의 경우에는 예측 대상 화소의 블록 내 세로 방향 위치에 따라 결정되고, 수평 방향 예측의 경우에는 예측 대상 화소의 블록 내 가로 방향 위치에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 4]
d[x,y] = d[y] = p[-1,y] - p[-1,-1] (수직 방향 예측의 경우)
d[x,y] = d[x] = p[x,-1] - p[-1,-1] (수평 방향 예측의 경우)
이때 수학식 4는 다음의 수학식 4'과 같이 차분의 방향을 바꾸어 사용할 수도 있다.
[수학식 4']
d[x,y] = d[y] = p[-1,-1] - p[-1,y] (수직 방향 예측의 경우)
d[x,y] = d[x] = p[-1,-1] - p[x,-1] (수평 방향 예측의 경우)
다음으로, 초기 보정값(d[x,y])을 기반으로 최종 보정값(delta[x,y])을 산출한다(S830). 이때, 연산 복잡도가 높은 나눗셈 또는 곱셈 연산을 수행하지 않고, 상대적으로 연산 복잡도가 낮은 산술적 우측 이동을 통해 최종 보정값(delta[x,y])을 산출함으로써 계산의 효율성을 제고시킬 수 있다. 즉, 초기 보정값(d[x,y])에 대한 2의 보수 정수 표현(two's complement integer representation)을 이진자릿수(binary digit) M만큼 산술적 우측 이동시켜 최종 보정값(delta[x,y])을 산출한다. 이때, 산술적 우측 이동된 최종 보정값(delta[x,y])의 MSB(Most Significant Bit)는 초기 보정값(d[x,y])의 MSB와 같은 값을 가지며, 최종 보정값(delta[x,y])은 음의 무한대와 가까운 방향으로 라운딩되는 특성을 갖는다.
[수학식 5]
delta[x,y] = d[x,y] >> M
이때, 이진자릿수 M의 바람직한 값은 1 또는 2이다.
마지막으로, 1차 예측값(pred1[x,y])과 최종 보정값(delta[x,y])을 합산하여 최종 예측값(predS[x,y])을 산출한다.
[수학식 6]
predS[x,y] = Clip1Y(pred1[x,y] + delta[x,y])
여기서, Clip1Y(x) = Clip3(0, (1 << BitDepthY)-1, x)를 나타내고,
Figure PCTKR2013000417-appb-I000001
를 나타내며, BitDepthY는 휘도 신호의 비트 심도를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 초기 보정값 생성 이후, 초기 보정값(d[x,y])을 이용하여 최종 보정값(delta[x,y])을 산출하는 방법에는 복수의 방식이 이용될 수 있다. 먼저, 제 1 실시예에 따르면, 초기 보정값에 대한 조건적 해석 이후, 산술적 우측 이동 연산을 통해 최종 보정값(delta[x,y])을 산출할 수 있다. 상기 제 1 실시예에 따르면, 다음의 수학식을 이용하여 보정값이 0에 가까운 정수로 라운딩 되도록 보정값을 계산할 수 있다.
[수학식 7]
delta[x,y] = (d[x,y] + (d[x,y] < 0 ? 2x : 0)) >> (x+1) (수직 방향 예측 모드의 경우)
delta[x,y] = (d[x,y] + (d[x,y] < 0 ? 2y : 0)) >> (y+1) (수평 방향 예측 모드의 경우)
또한, 제 2 실시예에 따르면, 다음의 수학식을 이용하여 보정값이 0에서 먼 정수로 라운딩 되도록 보정값을 계산할 수 있다.
[수학식 8]
delta[x,y] = (d[x,y] + (d[x,y] < 0 ? 1+2x : 1)) >> (x+1) (수직 방향 예측 모드의 경우)
delta[x,y] = (d[x,y] + (d[x,y] < 0 ? 1+2y : 1)) >> (y+1) (수평 방향 예측 모드의 경우)
더욱이, 제 3 실시예에 따르면, 다음의 수학식을 이용하여 보정값이 음의 무한대에 가까운 정수로 라운딩 되도록 보정값을 계산할 수 있다. 이때, 수학식 9를 수직 방향 예측 모드를 사용하는 현재 블록의 좌측 경계와 수평 방향 예측 모드를 사용하는 현재 블록의 상측 경계에 대해서만 적용될 수도 있는데, 이렇게 할 경우 수학식 9는 수학식 5에서 M이 1인 경우와 동일해진다.
[수학식 9]
delta[x,y] = d[x,y] >> (x+1) (수직 방향 예측 모드의 경우)
delta[x,y] = d[x,y] >> (y+1) (수평 방향 예측 모드의 경우)
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 초기 보정값(d[x,y]) 생성 이후, 초기 보정값을 기반으로 부호(Sign) 연산과 절대값(Abs) 연산을 활용하여 최종 보정값을 계산할 수 있다. 이 경우, 최종 보정값은 초기 보정값의 부호와 초기 보정값의 절대값에 대한 산술적 우측 이동 연산을 수행한 값을 곱하여 산출될 수 있다. 이때, 산출된 최종 예측값이 0에 가까운 정수로 라운딩(rounding)되도록 최종 보정값을 계산할 수 있다.
[수학식 10]
delta[x,y] = Sign(d[x,y]) * ((Abs(d[x,y]) + 2x) >> (x+1))(수직 방향 예측 모드의 경우)
delta[x,y] = Sign(d[x,y]) * ((Abs(d[x,y]) + 2y) >> (y+1))(수평 방향 예측 모드의 경우)
또한, 부호 연산과 절대값 연산을 기반으로 하는 제 5 실시예의 최종 보정값은 초기 보정값의 부호와 초기 보정값의 절대값에 덧셈 연산을 수행한 후, 결과값에 대한 산술적 우측 이동 연산을 수행한 값을 곱하여 산출될 수 있다. 이때, 산출된 최종 예측값이 0에서 먼 정수로 라운딩(rounding)되도록 최종 보정값을 계산할 수 있다.
[수학식 11]
delta[x,y] = Sign(d[x,y]) * ((Abs(d[x,y]) + 2x) >> (x+1))(수직 방향 예측 모드의 경우)
delta[x,y] = Sign(d[x,y]) * ((Abs(d[x,y]) + 2y) >> (y+1))(수평 방향 예측 모드의 경우)
다음으로, 상기한 제 1 내지 5 실시예를 통해 산출된 최종 보정값을 기반으로 1차 예측값(pred1[x,y])과 최종 보정값(delta[x,y])을 합산하여 최종 예측값(predS[x,y])을 산출할 수 있다.
도 9a는 수직 모드 사용시 1차 예측 값에 보정을 수행하여 최종 예측 값을 산출하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9a를 참조하면, 영상 부호화/복호화 장치는 수직 방향 예측 모드를 통해 화면 내 예측을 수행하는 경우, 현재 블록(910)의 상측 참조 화소의 화소값을 1차 예측값으로 결정한다(pred1[x,y] = p[x,-1]).
그리고는, 현재 블록(910)의 좌측 경계의 화소들(920)을 대상으로 보정을 수행한다. 1차 예측 값의 보정 수행을 위해 먼저, 초기 보정값을 결정하는데, 이는 예측 대상 화소의 세로 위치에 따라 초기 보정값을 결정한다. 즉, 예측 대상 화소의 대응하는 좌측 참조 화소값(940)과 좌측 상단 코너 화소(930)의 화소값의 차이가 초기 보정값이 될 수 있다(d[x,y] = d[y] = p[-1,y] - p[-1,-1]). 전술한 바와 같이, 상기 초기 보정값은 좌측 경계인 경우, 즉, x는 0인 경우에만 존재하고, 나머지 경우는 모두 0일 수 있다.
다음으로, 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현을 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동시켜 최종 보정값을 산출한다(delta[x,y] = d[x,y] >> 1 = (p[-1,y] - p[-1,-1]) >> 1).
마지막으로, 상기 1차 예측값과 최종 보정값을 합산함으로써 최종 예측값을 산출할 수 있다(predS[x,y] = Clip1Y(pred1[x,y] + delta[x,y]).
도 9b는 수평 모드 사용시 1차 예측 값에 보정을 수행하여 최종 예측 값을 산출하는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9b를 참조하면, 영상 부호화/복호화 장치는 수평 방향 예측 모드를 통해 화면 내 예측을 수행하는 경우, 현재 블록(910)의 좌측 참조 화소의 화소값을 1차 예측값으로 결정한다(pred1[x,y] = p[-1,y]).
그리고는, 현재 블록(910)의 상측 경계의 화소들(950)을 대상으로 보정을 수행한다. 1차 예측 값의 보정 수행을 위해 초기 보정값을 결정하는데, 이는 예측 대상 화소의 가로 위치에 따라 초기 보정값을 결정한다. 즉, 예측 대상 화소의 대응하는 상측 참조 화소값(960)과 좌측 상단 코너 화소(930)의 화소값의 차이가 초기 보정값이 될 수 있다(d[x,y] = d[x] = p[x,-1] - p[-1,-1]). 전술한 바와 같이, 상기 초기 보정값은 상측 경계인 경우, 즉, y는 0인 경우에만 존재하고, 나머지 경우는 모두 0일 수 있다.
다음으로, 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현을 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동시켜 최종 보정값을 산출하고(delta[x,y] = d[x,y] >> 1 = (p[x,-1] - p[-1,-1]) >> 1), 상기 1차 예측값과 최종 보정값을 합산함으로써 최종 예측값을 산출할 수 있다(predS[x,y] = Clip1Y(pred1[x,y] + delta[x,y]).
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법의 스케일링(scailing) 수행 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 다른 영상 부호화/복호화 장치는 현재 블록의 화면간 예측 또는 움직임 보상을 수행시에 예측 블록의 움직임 벡터 정보를 도출하기 위해 스케일링을 수행할 수 있다. 이를 위해, 영상 부호화/복호화 장치는 현재 블록의 참조 픽처와 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단한다(S1010). 이때, 영상 부호화/복호화 장치는 참조 픽처뿐만 아니라 참조 픽처 리스트 내의 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스의 동일 여부를 판단할 수 있다. 그리고는, 동일 여부 판단 결과에 따라, 참조 블록의 움직임 벡터의 스케일링 수행 여부를 결정한다(S1020). 참조 픽처가 동일한 경우에는 참조 블록의 움직임 벡터에 대한 스케일링을 수행하지 않을 수 있지만, 동일하지 않은 경우에는, 참조 블록의 움직임 벡터에 대한 스케일링이 요구된다. 스케일링된 참조 블록의 움직임 벡터는 현재 블록의 움직임 벡터의 기반이 되어 현재 블록의 화면간 예측에 사용될 수 있다.
한편, 상기와 같은 스케일링 과정을 통한 화면간 예측을 위해 적용되는 화면간 예측 방법에는 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction), 머지 모드(merge mode) 등이 있을 수 있다. 특히, 머지 모드에서 시간적 머지 후보 유도 과정에 적용될 수 있고, AMVP에서는 시간적 움직임 벡터 유도 과정과 공간적 움직임 벡터 유도 과정에 적용될 수 있다.
도 11a는 현재 픽처와 공간적 참조 블록의 참조 픽처 사이의 POC 차이 및 현재 픽처와 현재 블록의 참조 픽처 사이의 POC 차이를 나타내는 도면이다.
도 11a를 참조하면, 현재 블록(1100)의 주변 블록 중 공간적 움직임 벡터 후보 유도를 위한 참조 블록(1110)은 현재 블록(1100)의 좌측에 인접한 최하단 블록, 상기 좌측 최하단 블록의 하단과 인접한 블록, 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록 및 상기 현재 블록의 인접한 상단 최우측 블록 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 이때, 스케일링 수행 과정 없이 참조 블록(1110)의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록(1100)의 예측에 이용하기 위해서는 참조 블록(1110)의 참조 픽처(1140)가 현재 블록(1100)의 참조 픽처(1130)와 동일해야 한다. 동일하지 않은 경우, 참조 블록(1110)의 움직임 벡터를 스케일링하여 현재 블록(1100)의 예측에 이용할 수 있다. 즉, 현재 블록의 참조 픽처(1130)와 현재 픽처(1120)의 POC(Picture Order Count) 차이를 나타내는 tb 값과 현재 픽처(1120)와 상기 참조 블록(1110)의 참조 픽처(1140)의 POC 차이를 나타내는 td 값이 같은지 판단하여, 같으면 스케일링 과정을 수행하지 않고, 같지 않은 경우에 스케일링 과정을 수행할 수 있다.
도 11b는 대응 위치 블록의 참조 픽처와 대응 위치 픽처 사이의 POC 차이 및 현재 픽처와 현재 블록의 참조 픽처 사이의 POC 차이를 나타내는 도면이다.
도 11b를 참조하면, 영상 부호화/복호화 장치는 이미 복원된 대응 위치 픽처(co-located picture : 1160) 내에서 현재 블록(1100)에 대응되는 위치의 대응 위치 블록(co-located block: 1150)과 관련된 참조 블록의 움직임 벡터를 기반으로 현재 블록(1100)의 예측을 수행할 수 있다. 즉, 시간적 움직임 벡터 유도 또는 시간적 머지 후보 유도를 위한 참조 블록으로는 대응 위치 블록 내부 또는 외부에 위치한 블록을 이용할 수 있다. 상기 참조 블록은 대응 위치 블록의 우측 하단 코너 블록 또는 대응 위치 블록의 중심을 기준으로 하는 4개의 정사각형 블록 중 우측 하단 블록의 상대적인 위치에 따라 결정될 수 있다.
이때, 상기 시간적 참조 블록의 움직임 벡터를 이용함에 있어서, 대응 위치 블록(1150)이 참조하는 참조 픽처(1170)와 대응 위치 픽처(1160)와의 POC 차이를 나타내는 td 값과 현재 블록(1100)이 참조하는 참조 픽처(1130)와 현재 픽처(1120) 간의 POC 차이를 나타내는 tb 값이 동일한지 판단한다. 상기 두 값이 같으면 스케일링 과정을 수행하지 않고, 같지 않은 경우 스케일링 과정을 수행하도록 결정할 수 있다.
도 12는 픽처들 간의 POC 차이 값들을 기반으로 움직임 벡터에 대한 스케일링 인자 (scaling factor) 값을 계산하는 과정의 실시예를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 영상 부호화/복호화 장치는 스케일링 인자 값 계산을 위해, 픽처들 간의 POC 차이를 나타내는 td 및 tb 값을 획득한다(S1210). 여기서, 제 1 값은 td 값을, 제 2 값은 tb 값을 의미할 수 있다. 전술한 바와 같이, i) 공간적 움직임 벡터 유도 과정의 경우(도 11a 참조), td 값은 현재 픽처의 POC와 공간적으로 인접한 참조 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이값을 나타내고, tb 값은 현재 픽처의 POC와 현재 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이값을 나타낸다. 이때, 현재 블록의 참조 픽처와 참조 블록의 참조 픽처의 예측 방향이 서로 다를 수 있는데 이 경우는 td 및 tb 값의 부호를 서로 다르게 부여할 수 있다. 경우에 따라, td 값 또는 tb 값은 -128과 127 사이의 범위에 포함되도록 조정될 수 있다. 이때, td 값 또는 tb 값이 -128보다 작으면 td 값 또는 tb 값을 -128로 조정하고, td 값 또는 tb 값이 127보다 크면, td 값 또는 tb 값을 127로 조정할 수 있다. td 값 또는 tb 값이 -128과 127 사이의 범위에 포함되면 td 값 또는 tb 값을 조정하지 않는다.
[수학식 12]
td = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(currPic) - RefPicOrder(currPic, refIdxZ, ListZ))
tb = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(currPic) - RefPicOrder(currPic, refIdxLX, LX))
여기서, currPic는 현재 픽처를 의미할 수 있다. 또한, X는 0 또는 1의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, X가 0인 경우, refIdxLX, LX는 refIdxL0, L0을 나타낼 수 있으며, 이는 L0 시간적 움직임 정보와 관련된 변수들을 의미할 수 있다. 또한, refIdxLX는 참조 픽처들이 할당된 LX 참조 픽처 리스트 내의 참조 픽처를 지시하는 LX 참조 픽처 인덱스를 나타낼 수 있다. refIdxLX 값이 0인 경우, refIdxLX는 LX 참조 픽처 리스트 내의 첫 번째 참조 픽처를 지시할 수 있고, refIdxLX 값이 -1인 경우, refIdxLX는 참조 픽처 리스트 내 참조 픽처를 지시하지 않음을 나타낼 수 있다. 또한, Z는 공간적 움직임 벡터 유도를 위한 참조 블록의 위치인 좌측에 인접한 최하단 블록, 상기 좌측 최하단 블록의 하단과 인접한 블록, 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록 및 상기 현재 블록의 인접한 상단 최우측 블록 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
ii) 시간적 움직임 벡터 유도 과정 및 iii) 시간적 머지 후보 유도 과정의 경우(도 11b 참조), td 값은 대응 위치 픽처의 POC와 대응 위치 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이값을 나타내고, tb 값은 현재 픽처의 POC와 현재 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이값을 나타낸다. 이때도 td 값 또는 tb 값은 -128과 127 사이의 범위에 포함되도록 조정될 수 있다.
[수학식 13]
td = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(colPic) - RefPicOrder(currPic, refIdxCol, ListCol))
tb = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(currPic) - RefPicOrder(currPic, refIdxLX, LX))
여기서, colPic는 대응 위치 픽처를 의미할 수 있다. 또한, refIdxCol과 ListCol은 각각 대응 위치 블록의 참조 픽처 인덱스와 참조 픽처 리스트를 의미할 수 있다.
td 및 tb 값을 획득하고 나면, 영상 부호화 장치는 td 값의 절대값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 오프셋 값을 산출할 수 있다(S1220). 즉, 오프셋 값은 td의 절대값에 비례하는 값을 사용하며, 복잡도가 높은 연산을 수행하지 않고, 비교적 연산 복잡도가 낮은 산술적 우측 이동을 수행하여 계산될 수 있다.
[수학식 14]
offset = Abs(td) >> 1
이때, Abs()는 절대값 함수를 나타내며, 해당 함수의 출력값은 입력 값의 절대값이 된다.
산술적 우측 이동을 수행하고 나서, 영상 부호화/복호화 장치는 상기 오프셋 값을 기반으로 td 값의 반비례값을 산출한다(S1230).
[수학식 15]
tx = (16384 + offset)/td
td의 반비례 값(tx)을 산출하고 나면, tb 값과 상기 td 값의 반비례 값(tx)을 기반으로 스케일링 인자 값을 계산한다(S1240).
도 13은 tb 값과 td 값의 반비례값을 기반으로 최종 스케일링 인자 값을 계산하는 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 최종 스케일링 인자 값(ScaleFactor)을 계산하는 구성(1300)은 곱셈기(1310), 덧셈 연산 수행부(1320), 산술 이동 수행부(1330) 및 인자 값 조정부(1340)를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 제 1 값 및 제 2 값 획득부(1302)는 단계(S1210)에서 설명한 방식을 통해 td 값 및 tb 값을 획득한다. 그리고는, 오프셋 값 산출부(1306)는 상기 td 값을 기반으로 단계(S1220)에서 설명한 방식을 통해 오프셋 값을 산출하고, 반비례값 산출부(1308)는 상기 오프셋 값을 기반으로 단계(S1230)에서 설명한 방식을 통해 td 값의 반비례값(tx)를 산출한다.
곱셈기(1310)는 tb 값 및 반비례값 산출부(1308)에서 산출된 td 값의 반비례값(tx)을 입력으로 받아 곱셈을 수행한다. 덧셈 연산 수행부(1320)는 tb 값과 td 값의 반비례값(tx)의 곱을 기반으로 덧셈 연산을 수행할 수 있다. 이때, 32를 더하는 연산을 수행할 수 있다. 그리고는, 산술 이동 수행부(1330)에서, 상기 덧셈 연산의 결과값에 대한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 6만큼 산술적 우측 이동을 수행한다. 여기까지의 연산은 다음과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 16]
ScaleFactor = (tb*tx + 32) >> 6
그리고는, 인자 값 조정부(1340)에서, 상기 스케일링 인자 값(ScaleFactor)이 -4096과 4095 사이의 범위에 포함되도록 조정한다. 여기서, 스케일링 인자 값(ScaleFactor)을 특정 범위(예컨대, A 및 B 사이)에 포함되도록 조정한다는 것은 스케일링 인자 값(ScaleFactor)이 A보다 작으면 A로, B보다 크면 B로 클리핑(clipping) 하는 것을 의미한다.
스케일링 인자 값을 계산하고 나면, 영상 부호화/복호화 장치는 스케일링된 움직임 벡터 값(scaledMV)을 계산할 수 있다. 스케일링된 움직임 벡터 값(scaledMV)은 스케일링 인자 값(ScaleFactor)과 해당 움직임 벡터(공간적 움직임 벡터 유도, 시간적 움직임 벡터 유도 및 시간적 머지 중 적어도 어느 하나와 연관된 움직임 벡터를 의미할 수 있음)를 곱셈의 결과 값의 부호와 상기 곱셈 결과 값의 절대값을 기반으로 덧셈 연산 및 산술 이동 연산을 수행한 값의 곱을 통해 계산될 수 있다.
[수학식 17]
scaledMV = Sign(ScaleFactor*mv)*((Abs(ScaleFactor*mv)+127)>>8)
여기서, Sign()은 특정 값의 부호 정보를 출력하며(예컨대, Sign(-1)이면 -를 출력함), mv는 스케일링되기 전 움직임 벡터 값을 나타낸다. 이때, 움직임 벡터의 각 성분 값인 x 성분과 y 성분에 대해 각각 스케일링 과정을 수행할 수 있다.
영상 부호화/복호화 장치는 상기와 같이 스케일링된 움직임 벡터 값을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 암시적 가중치 예측(implicit weighted prediction) 내 스케일링 인자 값 계산 과정에도 상기 스케일링 인자 값 계산 방식을 사용할 수 있다. 영상 부호화/복호화 장치는 암시적 가중치 예측을 수행시, 스케일링 인자 값 계산을 위해, 픽처들 간의 POC 차이를 나타내는 td 및 tb 값을 획득한다.
td 값은 참조 픽처 리스트 1 내 참조 영상 중 현재 픽처가 참조하는 참조 픽처의 POC와 참조 픽처 리스트 0 내 참조 픽처 중 현재 픽처가 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이값을 나타내고, tb 값은 현재 영상의 POC와 참조 픽처 리스트 0 내 참조 픽처 중 현재 픽처가 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이값을 나타낼 수 있다. 이때, td 값 또는 tb 값은 -128과 127 사이의 범위에 포함되도록 조정될 수 있다. 이때, td 값 또는 tb 값이 -128보다 작으면 td 값 또는 tb 값을 -128로 조정하고, td 값 또는 tb 값이 127보다 크면, td 값 또는 tb 값을 127로 조정할 수 있다. td 값 또는 tb 값이 -128과 127 사이의 범위에 포함되면 td 값 또는 tb 값을 조정하지 않는다.
[수학식 18]
td = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(currPic, refIdxL1, L1) - RefPicOrder(currPic, refIdxL0, L0))
tb = Clip3(-128, 127, PicOrderCnt(currPic) - RefPicOrder(currPic, refIdxL0, L0))
그리고는, 영상 부호화 장치는 td 값의 절대값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 오프셋 값을 산출할 수 있다.
산술적 우측 이동을 수행하고 나서, 영상 부호화/복호화 장치는 상기 오프셋 값을 기반으로 td 값의 반비례값(tx = (16384 + offset)/td)을 산출하고, td의 반비례 값(tx)을 산출하고 나면, tb 값과 상기 td 값의 반비례 값(tx)을 기반으로 스케일링 인자 값(ScaleFactor = (tb*tx + 32) >> 6)을 계산한다.
특히, 암시적 가중치 예측 내 스케일링 인자 계산시에는 상기 스케일링 인자 값(ScaleFactor)이 -1024와 1023 사이의 범위에 포함되도록 조정할 수 있다. 이때영상 간의 거리가 멀어질 경우에는 영상 간의 거리를 이용해서 수행되는 가중치 인자(Weighting Factor)에 대한 스케일링이 제대로 수행되지 않아부정확한 암시적 가중치 예측이 수행되어 부호화 효율이 저하될 수 있다. 따라서 -1024와 1023 사이의 범위에 포함되도록 조정하지 않고, 스케일링 인자 값(ScaleFactor)이 -4096과 4065 사이의 범위에 포함되도록 조정할 수도 있다.
이때, 가중치 인자 값을 이용하여 참조 픽처 리스트 0 내의 참조 픽처에 대한 가중치 값은 64 - (ScaleFactor >> 2)로 결정되며, 참조 픽처 리스트 1 내의 참조 픽처에 대한 가중치 값은 ScaleFactor >> 2로 결정될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 영상의 복호화 방법에 있어서,
    엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 단계;
    현재 블록에 대해 화면내 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 단계를 포함하되,
    상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 예측 블록 생성 단계는
    상기 현재 블록의 부호화 정보와 예측 대상 화소의 현재 블록 내의 위치에 따라 화면내 예측 값의 보정 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 결정 결과를 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보정 여부 결정 단계는
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 휘도 신호 정보, 색차 신호 정보 및 블록의 크기 중 적어도 어느 하나를 고려하여 화면 내 예측 값의 보정 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 보정 여부 결정 단계는
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 수직 방향 예측 모드인 경우는 상기 현재 블록 내 좌측 경계의 화소에 대해 보정을 수행하도록 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 보정 여부 결정 단계는
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 수평 방향 예측 모드인 경우 상기 현재 블록 내 상측 경계의 화소에 대해 보정을 수행하도록 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 최종 예측값 생성 단계는
    화면 내 예측 값에 대한 보정을 수행하기로 결정된 경우,
    상기 현재 블록과 인접한 참조 화소 값을 이용하여 1차 예측값을 획득하는 단계;
    상기 예측 대상 화소의 블록 내 가로 또는 세로 위치에 따라 초기 보정값을 결정하는 단계;
    상기 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 최종 보정값을 산출하는 단계; 및
    상기 1차 예측값과 상기 최종 보정값을 기반으로 최종 예측값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    화면 내 예측 모드가 수직 방향 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 경계의 화소에 대해서 보정을 수행하되, 상기 현재 블록과 인접한 상측 참조 화소 값을 이용하여 상기 1차 예측값을 생성하고, 상기 예측 대상 화소의 블록 내 세로 방향 위치에 대응되는 좌측 참조 화소값과 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 화소의 화소값과의 차를 이용하여 초기 보정값을 결정하고,
    화면 내 예측 모드가 수평 방향 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 상단 경계의 화소에 대해서 보정을 수행하되, 상기 현재 블록과 인접한 좌측 참조 화소 값을 이용하여 상기 1차 예측값을 생성하고, 상기 예측 대상 화소의 블록 내 가로 방향 위치에 대응되는 상측 참조 화소값과 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 화소의 화소값과의 차를 이용하여 초기 보정값을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 최종 예측값 생성 단계는
    화면 내 예측 값에 대한 보정을 수행하지 않기로 결정된 경우,
    수직 방향 예측 모드에서는 상기 현재 블록과 인접한 상측 참조 화소값에 기반하여 상기 예측 대상 화소의 최종 예측 값을 생성하고,
    수평 방향 예측 모드에서는 상기 현재 블록과 인접한 상측 참조 화소값에 기반하여 상기 예측 대상 화소의 최종 예측 값을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 예측 대상 화소에 대한 화면내 예측에 사용할 참조 화소를 결정하는 단계를 더 포함하되, 상기 참조 화소 결정 단계는
    상기 현재 블록과 인접한 위치의 화소들 중 이미 복원된 화소를 이용하여 참조 화소를 결정하는 단계; 및
    상기 참조 화소의 화소값을 평활화 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 영상의 복호화 장치에 있어서,
    엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 잔차 블록 복원부;
    현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부; 및
    상기 예측 블록에 상기 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 영상 복원부를 포함하되,
    상기 예측 블록 생성부는 상기 복원된 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  11. 영상의 부호화 방법에 있어서,
    입력 영상에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 인트라 예측에 의해 예측된 예측 블록과 현재 예측 블록간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하되,
    상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  12. 영상의 부호화 장치에 있어서,
    입력 영상에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부; 및
    상기 인트라 예측에 의해 예측된 예측 블록과 현재 예측 블록간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 부호화부를 포함하되,
    상기 예측 블록 생성 단계는 상기 현재 블록에 포함된 예측 대상 화소의 1차 예측값과, 상기 예측 대상 화소의 초기 보정값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 계산된 최종 보정값을 기반으로 상기 예측 대상 화소의 최종 예측값을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  13. 영상 복호화 방법에 있어서,
    엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 단계;
    현재 블록에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 단계를 포함하되,
    상기 예측 블록 생성 단계는,
    상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    공간적 또는 시간적 움직임 벡터 유도시 및 시간적 머지(merge) 후보 유도시 사용되는 상기 참조 블록은
    i) 공간적 움직임 벡터 유도시 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 최하단 블록, 상기 좌측 최하단 블록의 하단과 인접한 블록, 상기 현재 블록의 좌측 상단 코너 블록, 상기 현재 블록의 우측 상단 코너 블록 및 상기 현재 블록의 인접한 상단 최우측 블록 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    ii) 시간적 움직임 벡터 유도시 및 iii) 시간적 머지 후보 유도시에는 현재 픽처의 대응 위치 픽처에서 상기 현재 블록과 공간적으로 대응되는 대응 위치 블록의 내부 및 외부에 위치한 블록 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 예측 블록 생성 단계는
    상기 픽처들 간의 POC(Picture Order Count) 차이 값을 기반으로 제 1 및 제 2 값을 획득하는 단계;
    상기 제 1 값의 절대값에 관한 2의 보수 정수 표현에 대해 이진자릿수 1만큼 산술적 우측 이동을 수행하여 오프셋 값을 산출하여 상기 제 1 값의 반비례값을 산출하는 단계; 및
    상기 제 2 값 및 상기 제 1 값의 반비례값을 기반으로 상기 스케일링 인자 값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    i) 공간적 움직임 벡터 유도시 상기 제 1 값은 현재 픽처의 POC와 상기 참조 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값이고, 상기 제 2 값은 현재 픽처의 POC와 상기 현재 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값이며,
    ii) 시간적 움직임 벡터 유도 또는 iii) 시간적 머지 후보 유도시 상기 제 1 값은 대응 위치 픽처(co-located picture)의 POC와 상기 대응 위치 픽처에서 현재 블록과 대응 위치 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값이고, 상기 제 2 값은 현재 블록 영상의 POC와 상기 현재 블록이 참조하는 참조 픽처의 POC 간의 차이 값인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 스케일링 인자 값 계산 단계는
    상기 제 2 값 및 상기 제 1 값의 반비례값의 곱을 기반으로 덧셈 연산 및 산술적 우측 이동 연산을 수행하여 상기 스케일링 인자 값을 산출하는 단계; 및
    상기 스케일링 인자 값을 특정 범위에 포함되도록 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  18. 영상 복호화 장치에 있어서,
    엔트로피 복호화된 잔차 블록을 역양자화 및 역변환하여 잔차 블록을 복원하는 잔차 블록 복원부;
    현재 블록에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부; 및
    상기 예측 블록에 상기 복원된 잔차 블록을 더하여 영상을 복원하는 영상 복원부를 포함하되, 상기 예측 블록 생성부는,
    상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 동일 여부 판단부; 및
    상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 스케일링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  19. 영상의 부호화 방법에 있어서,
    입력 영상에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 입력 블록과 화면간 예측에 의해 예측된 예측 블록 간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하되,
    상기 예측 블록 생성 단계는,
    상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  20. 영상의 부호화 장치에 있어서,
    입력 영상에 대해 화면간 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부; 및
    상기 현재 입력 블록과 화면간 예측에 의해 예측된 예측 블록 간의 차이인 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 엔트로피 부호화하는 부호화부를 포함하되,
    상기 예측 블록 생성부는,
    상기 현재 블록의 참조 픽처와, 상기 참조 블록의 참조 픽처가 동일한지 판단하는 동일 여부 판단부; 및
    상기 판단 결과 동일하지 않은 경우, 상기 참조 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여 상기 현재 블록의 예측에 이용하는 스케일링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
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