KR100820132B1 - 화상 인트라-예측 모드 추정, 전달과 편성을 위한 방법 및시스템 - Google Patents

화상 인트라-예측 모드 추정, 전달과 편성을 위한 방법 및시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 영상 인코딩 또는 디코딩 프로세스에 사용되는 화소 예측 모드를 추정하고, 영상 인코더와 디코더 사이에 화소 예측 모드를 전달하고, 화소의 인트라-예측 모드를 순서화하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

화상 인트라-예측 모드 추정, 전달과 편성을 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR IMAGE INTRA-PREDICTION MODE ESTIMATION, COMMUNICATION, AND ORGANIZATION}
다음의 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 나타내고, 그 범위를 제한하는 것은 아니며, 본 발명은 다음의 첨부 도면을 사용하여 더욱 구체적이고 상세히 기술되고 설명될 것이다.
도1은 블록 인접성의 일부 형태를 도시한다.
도2는 화소 블록과 예측을 위한 인접 화소를 도시한다.
도3은 일반적인 예측 모드 방향을 도시한다.
도4는 본 발명의 일 실시예에서의 일반적인 예측 모드 방향을 도시한다.
도5는 본 발명의 일 실시예에서의 일반적인 예측 모드 방향을 도시한다.
도6은 본 발명의 일 실시예에서의 일반적인 예측 모드 방향을 도시한다.
도7은 본 발명의 일 실시예에서의 일반적인 예측 모드 방향을 도시한다.
도8은 본 발명의 일 실시예에서의 일반적인 예측 모드 방향을 도시한다.
도9는 본 발명의 소정 실시예에서의 모드 추정을 도시하는 블록도이다.
도10은 순서화된 예측 모드 세트를 갖는 실시예에서의 모드 추정을 도시하는 블록도이다.
도11은 수치와 관련된 순서화 세트를 갖는 모드 추정을 도시하는 블록도이다.
도12는 소정의 인접 블록 데이터가 이용불가한 경우의 모드 추정 옵션을 도시하는 블록도이다.
도13은 본 발명의 소정 실시예에서의 모드 순서 수정을 도시하는 블록도이다.
도14는 추정 모드가 모드 순서 이용을 수정하는데 사용되는 본 발명의 일 실시예의 방법을 도시하는 블록도이다.
도15는 추정 모드가 특정 지정자를 사용하여 모드를 수정하는데 사용되는, 본 발명의 일 실시예의 방법을 도시하는 블록도이다.
본 출원은 2002년 5월 28일 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 60/319,272 및 2002년 7월 11일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 60/319,390의 우선권을 주장한다.
본 발명은 화상에 대한 인트라-예측 분야에 관한 것이다.
디지털 영상은 비압축 방법으로 디지털 영상 시퀀스(예를 들어, 일련의 프레임)의 각각 그리고 모든 프레임을 표현하기 위해 대량의 데이터를 필요로 한다. 대역폭의 제한으로 인해, 대부분의 애플리케이션이 컴퓨터 네트워크를 통해 비압축 디지털 영상을 전송하는 것은 실행 불가능하다. 게다가, 비압축 디지털 영상은 대량의 기억 공간을 필요로 한다. 디지털 영상은 기억 요건 및 대역폭 요건을 감소시키기 위해 통상적으로 소정의 방법으로 인코딩된다.
디지털 영상을 인코딩하는 하나의 기술은 인터프레임 인코딩이다. 인터프레임 인코딩은, 서로 다른 영상 프레임이 x × x 블록으로 보통 선택되고, 실질적으로 동일하게 남아있는 화소의 영역을 일반적으로 포함한다. 인코딩 프로세스동안, 이동 벡터는 하나의 프레임에서의 화소 블록의 이동을 다른 프레임에서의 유사한 화소 블록과 서로 관련시킨다. 따라서, 시스템은 화소 블록을 두번 인코딩할 필요는 없고, 그보다는 오히려 화소 블록을 한번 인코딩하고 다른 화소 블록을 예측하도록 이동 벡터를 제공한다.
디지털 영상을 인코딩하는 다른 기술은 인트라프레임 인코딩이다. 인트라프레임 인코딩은 다른 프레임의 화소를 참조하지 않고 프레임이나 그 일부를 인코딩한다. 일반적으로 인트라프레임 인코딩은 블록 단위에 기초하여 프레임이나 그 일부를 인코딩한다. 예를 들어, MEPG-2에서 인트라프레임 인코딩은 화소 블록의 이산 코사인 변환 및 상기 변환된 계수의 후속 인코딩을 사용한다. 예를 들어, 웨이브릿(wavelet) 인코딩과 같은 다른 인트라프레임 인코딩 기술이 존재한다.
일반적으로, 이들 기술은 예측 모드를 참조하기 위한 비교적 큰 데이터 테이블을 사용한다. 이들 데이터 테이블용 메모리는 많은 저가의 머신에 비해 부담스럽게 비쌀 수 있다. 게다가, 상기 데이터 테이블을 기억하기 위해 프로세싱 장치내에 충분한 메모리를 제공하는 것은 또한 비용이 부담스럽게 많이 든다. 또한, 결과적 으로 큰 데이터 테이블로 인해 시스템 복잡도를 증가시켜왔다.
본 발명의 목적은, 코딩 프로세스의 효율을 개선시키기 위해, 영상 인코딩 또는 디코딩 프로세스에 사용되는 화소 예측 모드를 추정하고, 영상 인코더와 디코더 사이에 화소 예측 모드를 전달하고, 화소의 인트라-예측 모드를 순서화하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예는 화상의 인트라-예측에 관한 방법 및 시스템을 포함한다. 모든 실시예는 인트라-예측과 관련되기 때문에, "인트라-예측"과 "예측"이란 용어는 인트라-예측 프로세스를 지칭하는 것으로 호환적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 비디오 화상내의 공간 리던던시를 이용하기 위해 인트라프레임 코딩 또는 인트라코딩을 사용한다. 인접한 블록은 일반적으로 비슷한 속성을 갖기 때문에, 코딩 프로세스의 효율은 인접한 블록 사이의 공간적 상관관계를 참조함으로써 개선된다. 이러한 상관관계는 인접한 블록에 사용되는 예측 모드에 기초하여 타겟 블록의 예측에 활용될 수 있다.
디지털 화상은 더욱 효율적인 프로세싱을 위해 또는 다른 이유를 위해 블록으로 분할될 수 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 타겟 블록 "C"(12)는 상기 타겟 블록 "C"(12) 바로 위에 위치하는 인접 블록 "A"(14)에 인접해 있다. 또 다른 인접 블록 "B"(16)는 타겟 블록 "C"(12)의 좌측에 바로 인접하여 위치된다. 타겟 블록 "C"(12)와 경계를 공유하는 다른 블록은 또한, 블록 "C"(12)에 인접한 블록으로 고 려될 수 있다.
블록은 서로 다른 구성의 여러 개의 화소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록은 4x4 화소 어레이를 포함할 수 있다. 블록은 또한 16x16 화소 어레이 또는 8x8 어레이를 포함할 수 있다. 정사각형 및 직사각형 어레이 양쪽을 포함하는 다른 화소 구성이 또한 블록을 구성할 수 있다.
타겟 블록의 각 화소는 인접한 블록의 화소에 관한 데이터를 참조하여 예측될 수 있다. 상기 인접 화소 데이터 또는 인접 블록 데이터는 상기 인접 블록 또는 인접 화소를 예측하기 위해 사용된 예측 모드를 포함한다. 특정한 인접 화소 및 타겟 블록내의 화소는 도2에 도시된 바와 같이 알파뉴메릭 인덱스를 사용하여 참조될 수 있다. 도2는 소문자의 알파벳 문자(22)에 의해 지시되는 16개 화소를 포함하는 블록 "C"(12)와 같은, 4x4 타겟 블록을 도시한다. 타겟 블록 바로 위의 인접 블록의 화소는 대문자 알파벳 문자(24)에 의해 지시된다. 타겟 블록의 좌측에 바로 인접한 블록의 화소는 대문자 알파벳 문자(26)에 의해 지시된다.
예측 모드는 타겟 블록에서 특정 화소를 예측하기 위한 명령 또는 알고리즘을 포함할 수 있다. 이들 모드는 다음의 모드 설명에서 설명된 바와 같이 하나 이상의 인접 블록 화소를 지칭할 수 있다.
예측 모드
모드 0: 수직 예측
a,e,i,m은 A에 의해 예측될 수 있고,
b,f,j,n은 B에 의해 예측될 수 있고,
c,g,k,o는 C에 의해 예측될 수 있고,
d,j,l,p는 D에 의해 예측될 수 있다.
모드 1: 수평 예측
a,b,c,d는 I에 의해 예측될 수 있고,
e,f,g,h는 J에 의해 예측될 수 있고,
i,j,k,l은 K에 의해 예측될 수 있고,
m,n,o,p는 L에 의해 예측될 수 있다.
모드 2: DC 예측
모든 샘플 A,B,C,D,I,J,K,L이 이용가능하다면, 모든 샘플은 (A+B+C+D+I+J+K +L+4)>>3에 의해 예측될 수 있다. A,B,C 및 D가 이용가능하지 않고 I,J,K 및 L이 이용가능하면, 모든 샘플은 (I+J+K+L+2)>>2에 의해 예측될 수 있다. I,J,K 및 L은 이용가능하지 않고 A,B,C 및 D가 이용가능하면, 모든 샘플은 (A+B+C+D+2)>>2에 의해 예측될 수 있다. 모든 8개 샘플이 이용가능하지 않으면, 블록의 모든 루마(luma) 샘플은 128일 수 있다. 블록은 상기 모드에서 항상 예측될 수 있다.
모드 3: 대각선 하향/좌측 예측
a는 (A+2B+C+I+2J+K+4)>>3 에 의해 예측될 수 있고,
b,e는 (B+2C+D+J+2K+L+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
c,f,i는 (C+2D+E+K+2L+M+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
d,g,j,m은 (D+2E+F+L+2M+N+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
h,k,n은 (E+2F+G+M+2N+O+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
l,o는 (F+2G+H+N+2O+P+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
p는 (G+H+O+P+2)>>2에 의해 예측될 수 있다.
모드 4: 대각선 하향/우측 예측
m은 (J+2K+L+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
*i,n은 (I+2J+K+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
e,j,o는 (Q+2I+J+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
a,f,k,p는 (A+2Q+I+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
b,g,l은 (Q+2A+B+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
c,h는 (A+2B+C+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
d는 (B+2C+D+2)>>2에 의해 예측될 수 있다.
모드 5: 수직-좌측 예측
a,j는 (Q+A+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
b,k는 (A+B+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
c,l은 (B+C+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
d는 (C+D+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
e,n은 (I+2Q+A+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
f,o는 (Q+2A+B+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
g,p는 (A+2B+C+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
h는 (B+2C+D+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
i는 (Q+2I+J+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
m은 (I+2J+K+2)>>2에 의해 예측될 수 있다.
모드 6: 수평-하향 예측
a,g는 (Q+I+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
b,h는 (I+2Q+A+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
c는 (Q+2A+B+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
d는 (A+2B+C+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
e,k는 (I+J+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
f,l은 (Q+2I+J+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
i,o는 (J+K+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
j,p는 (I+2J+K+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
m은 (K+L+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
n은 (J+2K+L+2)>>2에 의해 예측될 수 있다.
모드 7: 수직-우측 예측
a는 (2A+2B+J+2K+L+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
b,i는 (B+C+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
c,j는 (C+D+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
d,k는 (D+E+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
l은 (E+F+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
e는 (A+2B+C+K+2L+M+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
f,m은 (B+2C+D+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
g,n은 (C+2D+E+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
h,o는 (D+2E+F+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
p는 (E+2F+G+2)>>2에 의해 예측될 수 있다ㅏ.
모드 8: 수평-상향 예측
a는 (B+2C+D+2I+2J+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
b는 (C+2D+E+I+2J+K+4)>>3에 의해 예측될 수 있고,
c,e는 (J+K+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
d,f는 (J+2K+L+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
g,i는 (K+L+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
h,j는 (K+2L+M+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
l,n은 (L+2M+N+2)>>2에 의해 예측될 수 있고,
k,m은 (L+M+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
o는 (M+N+1)>>1에 의해 예측될 수 있고,
p는 (M+2N+O+2)>>2에 의해 예측될 수 있다.
각 모드에 대해 보다 적은 예측 에러를 생성하는 경향에 기초하는 순서화 프로세스는 코딩 효율을 증가시키고, 메모리 요건을 감소시키며, 적어도 부분적으로 수학적으로 정의될 수 있다.
각 예측 모드는 상기의 모드 타이틀 각각에 용어적으로 설명된 바와 같이 일반적인 예측 방향에 의해 설명될 수 있다(즉, 수평 상향, 수직 및 대각선 하향 좌 측). 예측 모드는 또한 각 방향에 의해 도식적으로 설명될 수 있다. 상기 각 방향은 도3에 도시된 바와 같이 중심 지점으로부터 바깥쪽으로 방사하는 화살표를 갖는 다이어그램을 통해 표현될 수 있다. 이러한 타입의 다이어그램에서, 각 화살표 및 중심 지점은 예측 모드를 나타낼 수 있다. 예측 모드에 대응하는 각도는 타겟 화소를 예측하기 위해 사용된 인접 화소의 가중된 평균 위치로부터 실제 타겟 화소 위치로의 방향에 대해 일반적인 관계를 갖는다. 그러나, 상기 모드는 상기의 정의 및 JVT 표준에서 더욱 정확하게 정의된다. 도3에서, 중심 지점(32)은 방향을 나타내지 않아서, 상기 포인트는 DC 예측 모드와 관련될 수 있다. 수평 화살표(34)는 수평 예측 모드를 나타낼 수 있다. 수직 화살표(36)는 수직 예측 모드를 나타낼 수 있다. 중심 지점으로부터 수평에서 대략 45도 각도로 우측 대각선 하향으로 뻗어있는 화살표(38)는 대각선 하향/우측(DDR) 예측 모드를 나타낼 수 있다. 중심 지점으로부터 수평에서 대략 45도 각도로 좌측 대각선 하향으로 뻗어있는 화살표(40)는 대각선 하향/좌측(DDL) 예측 모드를 나타낼 수 있다. DDR 및 DDL 양쪽 예측 모드는 대각선 예측 모드로 지칭될 수 있다.
중심 지점으로부터 수평에서 대략 22.5도 각도로 우측 대각선 상향으로 뻗어있는 화살표(42)는 수평 상향(HU) 예측 모드를 나타낼 수 있다. 중심 지점으로부터 수평으로 대략 22.5도 각도로 우측 대각선 하향으로 뻗어있는 화살표(44)는 수평 하향(HD) 예측 모드를 나타낼 수 있다. 중심 지점으로부터 수평에서 대략 67.5도 각도로 우측 대각선 하향으로 뻗어있는 화살표(48)는 수직 우측(VR) 예측 모드를 나타낼 수 있다. 중심 지점으로부터 수평에서 대략 67.5도 각도로 좌측 대각선 하 향으로 뻗어있는 화살표(48)는 수직 좌측(VL) 예측 모드를 나타낼 수 있다. HU, HD, VR 및 VL 예측 모드는 중간 각도 예측 모드라고 통합적으로 지칭될 수 있다.
많은 다른 예측 모드는 상기 각도 설명 개요를 이용하여 형성되고 설명될 수 있다.
예측 모드 순서
본 발명자는 예측 모드가, 감소된 예측 에러를 생성하는 경향에 일반적으로 일치하는 방법으로 순서화될 수 있다고 판단하였다. 보다 적은 예측 에러를 생성하는 일반 경향에 따라 순서화된 예측 모드를 이용하여, 결과 데이터 자체는 더욱 일관성있게 순서화되는 보다 큰 경향을 가질 수 있다. 게다가, 통신 모드는 메모리 및 대역폭 요건을 감소시키는 코딩 기술의 장점을 취할 수 있다. 예를 들어, 본 발명자는 수평 예측 모드 및 수직 예측 모드가 중간각 예측 모드보다 더 일반적이고 대각선 예측 모드보다 더욱 보편적이라 판단하였다. 게다가, DC 예측 모드(예를 들어, 인접 블록이 인터모드로 코딩될 때)는 수평 및 수직 예측 모드보다 덜 보편적이고 대각선 예측 모드보다는 더 보편적이다.
화상 에지나 스와이프/스워스(swipe/swath) 경계와 같은 불연속면에 접하지 않는 블록에 대해, 본 발명의 소정 실시예에 설정된 순서는 다음과 같은 일반 용어로 표현될 수 있다: 수직 및 수평 예측 모드는 DC 예측 모드보다 감소된 예측 에러를 생성하는 경향이 더 있고, DC 예측 모드는 대각선 예측 모드보다 감소된 예측 에러를 생성하는 경향이 더 있고, 대각선 예측 모드는 중간각 예측 모드보다 감소된 예측 에러를 생성하는 경향이 더 있다.
에지 또는 경계 근처, 또는 인접 블록이나 화소 예측 모드 데이터가 이용가능하지 않은 블록에 대해, 본 발명의 소정 실시예에서 설정된 순서가 다음과 같이 일반 용어로 표현될 수 있다: DC 예측 모드는 수직 및 수평 예측 모드보다 감소된 예측 에러를 생성하는 경향이 더 있고, 수직 및 수평 예측 모드는 대각선 예측 모드보다 감소된 예측 에러를 생성하는 경향이 더 있고, 대각선 예측 모드는 중간각 예측 모드보다 감소된 예측 에러를 생성하는 경향이 더 있다.
도4에 도시된 실시예의 제1세트에서, 모드가 다음과 같은 순서로 정의될 수 있다.
모드 0: 수직 예측
모드 1: 수평 예측
모드 2: DC 예측
모드 3: 대각선 하향/좌측 예측
모드 4: 대각선 하향/우측 예측
모드 5: 수평 하향 예측
모드 6: 수직 우측 예측
모드 7: 수직 좌측 예측
모드 8: 수평 상향 예측
도5에 도시된 바와 같이, 실시예의 제2세트에서, 모드는 다음과 같은 순서로 정의될 수 있다:
모드 0: 수평 예측
모드 1: 수직 예측
모드 2: DC 예측
모드 3: 대각선 하향/좌측 예측
모드 4: 대각선 하향/우측 예측
모드 5: 수평 하향 예측
모드 6: 수직 우측 예측
모드 7: 수직 좌측 예측
모드 8: 수평 상향 예측
도6에 도시된 바와 같은 실시예의 제3세트에서, 모드는 다음과 같은 순서로 정의될 수 있다:
모드 0: 수직 예측
모드 1: 수평 예측
모드 2: DC 예측
모드 3: 대각선 하향/좌측 예측
모드 4: 대각선 하향/우측 예측
모드 5: 수직 우측 예측
모드 6: 수평 하향 예측
모드 7: 수직 좌측 예측
모드 8: 수평 상향 예측
도7에 도시된 바와 같은 실시예의 제4세트에서, 모드는 다음과 같은 순서로 정의될 수 있다:
모드 0: 수평 예측
모드 1: 수직 예측
모드 2: DC 예측
모드 3: 대각선 하향/좌측 예측
모드 4: 대각선 하향/우측 예측
모드 5: 수직 우측 예측
모드 6: 수평 하향 예측
모드 7: 수직 좌측 예측
모드 8: 수평 상향 예측
도8에 도시된 바와 같은 실시예의 제5세트에서, 모드는 다음과 같은 순서로 정의될 수 있다:
모드 0: DC 예측
모드 1: 수직 예측
모드 2: 수평 예측
모드 3: 대각선 하향/좌측 예측
모드 4: 대각선 하향/우측 예측
모드 5: 수직 우측 예측
모드 6: 수평 하향 예측
모드 7: 수직 좌측 예측
모드 8: 수평 상향 예측
모드 순서는 본 발명의 여러 다른 실시예에서 이들 예시적인 순서 이외로도 변화될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 원하는 경우, 수평 예측(모드 0) 및 수직 예측(모드 1)이 반전될 수 있다. 또한, 원하는 경우, 대각선 하향/좌측 예측 모드 및 수평 하향 예측 모드는 반전될 수 있음을 이해할 것이다. 게다가, 대각선 하향/우측 예측(모드 5), 수직 우측 예측(모드 6), 수직 좌측 예측(모드 7) 및 수평 상향 예측(모드 8)은 원하는 경우 재순서화될 수 있다. 또한, DC 예측은 모드 0/모드 1 세트 및 모드 3/모드 4 세트의 사이에 있는 것이 바람직하지만, 원하는 경우, 모드 3/모드 4 세트와 모드 5/모드 6/모드 7/모드 8 세트 사이, 또는 다른 위치에 놓여질 수 있다. 게다가, 각도 모드 3 ~ 8은 인코딩 효율에 별다른 영향을 주지 않고 원하는 대로 리넘버링될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 예측 모드는 그러한 예측 기반을 사용하여 각각의 블록(예를 들어, 설명된 예측 방식을 사용하는 블록) 모두에 대해 재순서화될 수 있다. 게다가, 원하는 경우, 각각의 블록(예를 들어, 설명된 예측 방법을 사용하는 블록) 전체 보다 작은, 예를 들어 50%, 75% 또는 90% 이상의 블록이 상기의 예측 기반을 사용할 수 있다. 또한, 예측 모드의 순서는 서로 다른 블록에 대해 동일하거나 변동될 수 있다. 또한, 상기 예측 기반의 모드 각각의 재순서화는(소정의 일관된 방식) 적어도 5개 모드, 6개 모드 또는 7개 모드이고, 나머지는 임의의 다른 방법으로 순서화된다. 게다가, 예측 모드의 순서화는 바람직하게는 0,1,2,3,4,5,6,7,8이다. 예측 모드의 다른 규정된 순서화는 유사하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는 모드 데이터의 편성을 위한 하나 이상의 데이터 테이블을 포함할 수 있다. 모드는 일반적으로 순서화된 방식으로 배열되면서, 이것은 좀 더 순서화된 세트를 제공하기 위해 데이터 테이블의 각 셀과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 데이터 테이블의 각 엔트리는 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9의 순서화된 숫자 세트를 포함할 수 있다. 선택적으로, 데이터 테이블의 숫자의 순서화 세트는 데이터 테이블의 각 엔트리에 대해 5,6,7,8 또는 9의 순서화된 숫자 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 테이블 엔트리는, 세트의 숫자 각각이 증가하는 수치인 경우에, 다음의 데이터 엔트리 세트 {1,2,3,5,7}; {0,1,2,3,4,5,6}; {0,1,3,5,6,7,8}을 포함할 수 있다. 선택적으로, 예를 들어, 데이터 테이블 엔트리는, 각 세트가 적어도 셀의 25%, 또는 35%, 또는 50%, 또는 75%, 또는 90% 이상에 포함되는 경우에, 다음의 데이터 엔트리 세트 {1,2,3,5,7};{0,1,2,3,4,5,6}; {0,1,3,5,6,7,8}를 포함할 수 있다. 이 방법에서, 테이블은 메모리 요건을 감소시키는 공지된 데이터 테이블 방법보다 훨씬 더 예측성을 갖는다.
데이터 엔트리 세트 순서화의 소정 방법은 인접하는 화소 세트(예를 들어, 매크로블록)의 예측 모드와 독립되어야 한다. 데이터 테이블은 자연스럽게 "정적"일 수 있거나 또는, 데이터의 패턴에 기초하여 필요할 때, 전체 또는 일부분에서 효율적으로 동적으로 생성될 수 있다. 따라서, 수학적 방정식이나 알고리즘은 엔트리를 결정하는데 사용될 수 있고, 이 경우에 "테이블"은 상기 기술에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 여기서 사용되는 "데이터 테이블"은 단순히 정적인 테이블에 제한되는 것이 아니라, 상기 값의 세트를 더 포함할 수 있지만, 상기 예측에 대해 사용되도록 결정된다.
불행하게도, 이전 모드 숫자의 신규 모드 숫자로의 치환은(공지된 데이터 테이블의 셀로의 숫자 치환), 개선점은 있는 반면, 여전히 일반적으로 순서화되지 않은 데이터 세트를 발생시킨다.
인접 블록 데이터에 기초하여 화소 예측 모드를 추정
도시된 일반적으로 비순서화된 세트와 반대로, 치환으로도, 본 발명자는 원한다면, 가장 유망한 예측 모드가 첫번째로 순서화되고, 두번째로 유망한 예측 모드가 두번째로 순서화되고, 잔여 모드는 소정의 방법에 의해 뒤따르는 것을 구현하게 되었다. 소정의 방법은 인접한 매크로블록의 예측 모드와는 무관하여야 한다. 잔여 모드의 바람직한 순서는 잔여 모드의 발생 경향의 내림차순(가장 유망한 예측 모드, 두번째로 유망한 예측 모드)으로 되어야 한다.
도1에 도시된 바와 같이, 블록 A 및 블록 B의 인트라 예측 모드에 기초하여, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드는 다음과 같이 정의될 수 있다:
(1) 블록 A 및 블록 B 양쪽이 "범위외"(예를 들어, 이용불가)에 있으면, DC 예측(모드 2)만이 허용되고, 따라서 블록 C에 대한 인트라 예측 모드 순서는 {2}이다.
(2) 블록 A가 "범위외"(예를 들어, 이용불가)에 있고 블록 B는 "범위외"에 있지 않으면, DC 예측(모드 2) 및 수평 예측(모드 0)만이 블록 C에 대해 허용되고, 따라서;
(i) 블록 B가 2라면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드 순서는 {2,0}이고;
(ii) 그렇지 않으면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드 순서는 {0,2}이다.
(3) 블록 A는 "범위외"가 아니지만 블록 B가 "범위외"인 경우, DC 예측(모드 2) 및 수직 예측(모드 1)만이 블록 C에 대해 허용되고, 따라서,
(i) 블록 A가 2라면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드는 {2,1}이고;
(ii) 그렇지 않으면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드 순서는 {1,2}이다.
(4) 블록 A나 블록 B가 모두 "범위외"가 아니면,
(i) 블록 A의 예측 모드가 블록 B의 예측 모드보다 작으면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드는 {인트라 예측 블록 모드 A, 인트라 예측 블록 모드 B, 오름차순의 다른 모드}이고;
(ii) 블록 A의 예측 모드가 블록 B의 예측 모드보다 크다면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드 순서는 {인트라 예측 블록 모드 B, 인트라 예측 블록 모드 A, 오름차순의 다른 모드}이고;
(iii) 블록 A의 예측 모드가 블록 B의 예측 모드와 같다면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드 순서는 {인트라 예측 블록 모드 A, 오름차순의 다른 모드}이다.
예를 들어, 블록 A의 예측 모드가 3이고 블록 B의 예측 모드가 1이면, 블록 C에 대한 인트라 예측 모드 순서는 {1,3,0,2,4,5,6,7,8}이다. 발생 가능성이 일반적으로 감소하는 순서로(또는 증가하는 순서) 배치된 모드라면, 잔여 발생 모드의 자동 배치는 일반적으로 적절한 순서로 배치될 것이다. 높은 확률에서 낮은 확률의 시퀀스 순서화는 맨처음을 향해 적절한 예측 확률을 증가시킨다. 엔트로피 인코딩에서, 이것은 결과적으로 인코딩 비트 스트림을 감소시킨다. 다른 배치도 유사하게 사용될 수 있다.
개념적으로 상술한 선택 방법은 블록 A의 예측이 X이고 블록 B의 예측이 Y이면, 블록 C에 대한 예측이 X거나 Y인 경향이 있다는 원리에 기초한다. X 및/또는 Y에 대한 예측은 목록의 초기에 위치하고, 잔여 모드는 그 후에 순차적으로 순서화된다.
기술된 다른 방법은, A 및 B의 예측 모드가 알려져 있을 때(A 또는 B 또는 양쪽이 그 부분 외에 있는 경우를 포함), 최대 확률 모드 C, 즉, 블록 A 및 B에 대해 사용된 모드의 최소치가 주어지는 것이다. 블록 A 또는 B 중 하나가 "범위외"에 있으면, 최대 확률 모드는 예측 모드 2와 동일하다. 따라서, 블록 C에 할당된 예측 모드의 순서화는 오름차순의 잔여 모드에 의해 수반되는 최대 확률 모드이다.
본 발명의 실시예는 도9를 참조하여 설명될 수 있다. 이들 실시예에서, 타겟 블록은 예측을 위해 선택된다(50). 그 후에, 상기 타겟 블록에 바로 인접하는 제1인접 블록의 예측에 사용된 예측 모드가 결정된다(52). 그 후에, 상기 타겟 블록에 또 인접하는 제2인접 블록의 예측에 사용된 예측 모드가 결정된다(54). 그 후에, 이들 인접 블록 예측 모드는 보다 적은 예측 에러를 생성하는 경향이 더 큰 것이 어느 것인지를 판정하기 위해 검사된다(56).
본 발명의 다른 실시예에서, 도10에 도시된 바와 같이, 예측 모드의 세트는 보다 적은 예측 에러를 생성하는 모드 경향에 따라 순서화된다(58). 그 후에, 타겟 블록이 선택된다(60). 제1인접 블록에 대해 사용된 예측 모드가 결정되고(62), 제2인접브록에 대해 사용된 예측 모드가 결정된다(64). 그 후에, 보다 적은 예측 에러를 생성하는 높은 가능성을 갖는 모드에 대응하여, 순서화된 모드 세트에서 가장 먼저 발생하는 것이 어느 것인지를 판정하기 위해 2개의 예측 모드가 검사된다(66).
본 발명의 다른 실시예에서, 도11에 도시된 바와 같이, 예측 모드 세트는 보다 적은 예측 에러를 생성하는 경향에 의해 순서화된다(68). 그 후에, 보다 적은 예측 에러를 생성하는 보다 높은 확률을 갖는 모드가 보다 낮은 수치와 연관되도록 순서화 세트의 상기 모드는 수치와 연관된다(70). 그 후에, 제1인접 블록을 예측하기 위해 사용된 모드가 결정되고(72), 제2인접 블록을 예측하기 위해 사용된 모드가 또한 결정된다(74). 그 후에, 이들 인접 블록 모드는 어느 모드가 보다 낮은 수치와 연관되는지를 결정하기 위해 검사된다. 상기 모드는 타겟 블록의 예측을 위한 추정 모드로서 지정된다.
또 다른 실시예에서, 도12에 도시된 바와 같이, 예측 모드 세트는 보다 적은 예측 에러를 생성하는 경향에 의해 순서화된다(78). 그 후에, 보다 적은 예측 에러를 생성하는 보다 높은 경향을 갖는 모드가 보다 낮은 수치와 연관되도록, 이들 순서화된 세트의 모드는 수치와 연관된다(80). 제1인접 블록을 예측하기 위해 사용된 모드를 결정하기 위한 시도가 이루어지고(82), 제2인접 블록을 예측하기 위해 사용된 모드를 결정하기 위한 시도가 이루어진다(84). 제1인접 블록을 예측하기 위해 사용된 예측 모드가 이용불가하면(86), DC 예측 모드와 같은 디폴트 예측 모드는 타겟 블록에 대한 추정 예측 모드로서 지정될 수 있다(90). 또한, 제2인접 블록을 예측하기 위해 사용된 예측 모드가 이용불가하면(88), DC 예측 모드와 같은 디폴트 예측 모드는 타겟 블록에 대한 추정 예측 모드로서 지정될 수 있다(90). 인접 블록 예측 모드가 이용가능한 경우, 이들 인접 블록 모드는 어느 모드가 보다 낮은 수치와 연관되는지를 결정하기 위해 검사될 수 있다. 그 후에, 상기 모드는 타겟 블록의 예측을 위한 추정 모드로서 지정된다(92).
인접 블록 데이터에 기초한 예측 모드 순서의 수정
본 발명의 일부 실시예에서, 예측 모드는 인접 블록 데이터와 무관하게 결정된, 상술한 예측 모드 순서는 인접 블록 데이터로 수정될 수 있다. 인접 블록 데이터를 참조하여 결정된 예측 모드 추정치는 인접 블록 데이터로부터 얻어진 부가 정보를 반영하도록 예측 모드 순서를 수정하기 위해 상기 예측 모드 순서에 삽입될 수 있다.
이들 실시예의 일부에서, 인접 블록 데이터에 기초한 예측 모드 추정치는 예측 모드 순서 세트에 직접 삽입될 수 있다. 일반적으로, 예측 모드 추정치는 가장 감소된 예측 에러를 생성하는 경향이 있는 모드의 위치에 예측 모드 순서의 맨앞에 삽입되거나 첨부된다. 그러나, 일부 실시예에서, 상기 추정치는 모드 순서의 다른 위치에 삽입될 수 있다.
*본 발명의 일부 실시예에서, 도13에 도시된 바와 같이, 예측 모드 순서 요소가 보다 적은 예측 에러를 생성하는 경향에 따라 배치될 수 있는 예측 모드 순서 가 선택된다(102). 다시말해, 상기 순서의 제1요소는 보다 적은 예측 에러를 산출하는 경향이 최대인 예측 모드를 나타내고, 상기 순서의 다음 요소는 보다 적은 예측 에러를 산출하는 경향이 다음으로 큰 예측 모드를 나타내는 등, 상기 순서의 최종 요소는 보다 적은 예측 에러를 산출하는 경향이 가장 작은 순서의 예측 모드를 나타낸다.
예측 모드 추정치는 또한, 상술한 바와 같이 결정된다(104). 상기 추정치는 인접 블록 데이터를 사용하여 결정된다. 일반적으로, 상기 추정치는 보다 적은 예측 에러를 산출하는 경향이 있는 하나 이상의 인접 블록에 사용된 예측 모드이다. 그러나, 상기 추정치는 다른 방법으로 결정될 수 있다. 화상 에지 또는 슬라이스 경계에서와 같이, 충분한 인접 블록 예측 모드 데이터가 이용불가한 경우, 타겟 블록에 대한 예측 모드는 하나 또는 그 이상의 인접 블록 또는 그 예측 모드 데이터의 부족에 기초하여 추정될 수 있다. 많은 경우에, DC 예측 모드는 인접 블록 데이터가 제한되거나 이용불가한 경우에 추정된다.
일부 실시예에서, 일단 추정 예측 모드가 추정되면, 추정 예측 모드는 보다 적은 예측 에러를 산출하는 경향이 최대인 모드로서 모드 순서에 배치된다(106). 일부 실시예에서, 이것은 순서의 제1모드이거나 또는 최소 수치와 연관된 모드이다.
다른 실시예에서, 추정 예측 모드는 사전 선택된 모드 순서를 통해 우선순위를 취할 수 있다. 이들 실시예의 일부에서, 도14에 도시된 바와 같이, 사전 선택 모드 순서는 인코더 및 디코더에서 지정된다(110). 상기 순서는 보다 적은 예측 에 러 또는 소정의 다른 순서를 산출하는 경향의 순서로 배치된 예측 모드의 세트를 포함한다. 추정된 예측 모드는 또한 인접 블록 데이터에 기초하여 결정된다. 상기 추정된 예측 모드는 동일한 알고리즘 또는 방법에 따라 인코더 및 디코더에서 결정된다. 인코더는 또한, 이동 벡터 또는 다른 공지 기술에 기초하여 화소를 예측하는 실제 최상 예측 모드(114)를 결정한다. 그 후에, 인코더는 실제 최상 예측 모드와 추정 예측 모드를 비교하여 그들이 동일한지 여부를 결정한다(116). 추정 예측 모드가 실제 최상 예측 모드와 동일한 모드이면, 인코더는 추정 예측 모드가 사용되는 디코더에 신호를 전송할 수 있다(118). 일부 실시예에서, 상기 추정 예측 모드 신호는 추정 모드가 사용되는지 아닌지를 나타내기 위해 1비트 플래그로 행해질 수 있다.
추정 예측 모드가 실제 최상 예측 모드가 아니라면, 인코더는 다른 모드가 사용될 수 있는 디코더에 신호를 전송할 수 있다(120). 이것은 사전설정된 모드 순서를 참조하여 행해질 수 있다. 인코더는 모드 순서의 어느 모드가 실제 최상 예측 모드와 가장 동일한지를 결정할 수 있고, 상기 모드를 사용하도록 디코더에 신호를 전송할 수 있다.
예측 모드의 순서화 세트가 사용될 때, 세트 순서는 일단 다른 데이터가 얻어지면 재배치될 수 있다. 예를 들어, 추정 예측 모드가 결정된 때, 또는 최상의 실제 예측 모드가 결정된 때에, 예측 모드의 순서화 세트가 재순서화될 수 있다. 이들 경우에, 수정 모드는 순서화 세트에 삽입되고, 상기 순서화 세트의 앞에 배치되거나, 또는 일부의 경우에 상기 순서화 세트로부터 제거될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 모드 순서의 각 모드는 순서에 따른 수치와 연관될 수 있다. 이들 실시예에서, 사용되는 모드와 연관된 수치는 상기 예측 모드를 사용하기 위해 디코더에 신호를 전송하도록 상기 디코더에 전송될 수 있다. 이들 실시예의 일부에서, 도15에 도시된 바와 같이, 9개 예측 모드를 포함하는 모드 순서가 선택될 수 있다(130). 인접 블록 데이터에 기초하고, 상기 순서의 9개 모드 중 하나인 추정 예측 모드가 또 결정될 수 있다(132). 최상 예측 모드는 또, 이동 벡터 방법 또는 다른 방법에 의해 결정될 수 있다(134). 그 후에, 최상 예측 모드는 추정된 예측 모드(136)와 비교될 수 있다. 상기 추정 예측 모드가 실질적으로 최상 예측 모드와 동일하다면, 디코더에서 이미 식별되는 추정 예측 모드를 사용하도록, 상기 디코더는 1비트 지정자로 시그널링될 수 있다. 추정 예측 모드가 최상 예측 모드와 동일하지 않으면, 추정 예측 모드는 반드시 모드 순서에서 제거된다(140). 상기 제거는 상기 세트를 재순서화하고, 순서의 추정 모드를 스킵핑함으로써, 또는 다른 수단에 의해 행해질 수 있다. 잔여 순서는 효율적으로, 3비트 지정자에 의해 표현될 수 있는 8개 모드를 포함한다. 상기 3비트 지정자는 어느 모드가 예측에 사용되는지를 지시하기 위해 디코더에 전송될 수 있다.
전술한 명세서에서 사용된 용어 및 표현은 설명의 용어로서 사용된 것이고 제한의 의미가 아니며, 도시되고 설명된 특징부의 등가물이나 그의 일부분을 배제하는 용어 및 표현을 사용하려는 의도가 없고, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해서만 한정되고 제한됨을 이해할 것이다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 영상 인코딩 또는 디코딩 프로세스에 사용되는 화소 예측 모드를 추정하고, 영상 인코더와 디코더 사이에 화소 예측 모드를 전달하고, 화소의 인트라-예측 모드를 순서화하기 위한 방법 및 시스템을 제공함으로써, 코딩 프로세스의 효율을 개선시킬 수 있다

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 화소의 인트라-예측 모드를 추정하는 방법에 있어서,
    화소치를 소정의 방향을 따라 예측하는 인트라 예측 단계와,
    예측대상 블록에 대한 예측 모드를 추정하는 추정 단계를 갖고,
    상기 인트라 예측 단계는,
    상기 소정의 방향을 수평으로부터 약 대각선 45도 좌하 방향으로 하는 대각선 하/좌 예측모드와,
    상기 소정의 방향을 수평으로부터 약 대각선 45도 우하 방향으로 하는 대각선 하/우 예측모드와,
    상기 소정의 방향을 수평으로부터 약 대각선 67.5도 우하 방향으로 하는 수직 우 예측모드와,
    상기 소정의 방향을 수평으로부터 약 대각선 22.5도 우하 방향으로 하는 수평 하 예측모드를 적어도 사용하고,
    상기 예측모드에는, 대각선 하/좌 예측모드, 대각선 하/우 예측모드, 수직 우 예측모드, 수평 하 예측모드의 순으로 값이 커지도록 모드 번호가 부여되고,
    상기 추정 단계는, 상기 예측대상 블록의 상측에 인접하는 제1 블록의 예측 모드와 상기 예측대상 블록의 좌측에 인접하는 제2 블록의 예측 모드 중, 모드 번호가 적은 예측 모드를 상기 예측대상 블록의 예측 모드로 추정하는 것을 특징으로 하는 화소의 인트라-예측 모드 추정 방법.
  4. 화소의 인트라-예측 모드를 추정하는 방법에 있어서,
    예측대상 블록 내에서 소정의 방향을 따라 위치하는 화소를 동일한 예측치로예측하는 인트라 예측 단계와,
    상기 예측대상 블록에 대한 예측 모드를 추정하는 추정 단계를 갖고,
    상기 인트라 예측 단계는, 상기 예측대상 블록에 인접하는 복수의 화소의 가중 평균을 예측대상 블록의 예측치로 함과 동시에,
    상기 소정의 방향을 수평으로부터 약 대각선 45도 좌하 방향 또는 약 대각선 45도 우하 방향으로 하는 대각선 예측모드와,
    상기 소정의 방향을 수평으로부터 약 대각선 67.5도 우하 방향, 22.5도 우하 방향, 약 대각선 67.5도 좌하 방향 또는 약 대각선 67.5도 우하 방향으로 하는 중간 각 예측 모드를 적어도 사용하고,
    상기 예측모드에는, 중간 각 예측모드에 대각선 예측모드보다도 큰 모드 번호가 부여되고,
    상기 추정 단계는, 상기 예측대상 블록의 상측에 인접하는 제1 블록의 예측 모드와 상기 예측대상 블록의 좌측에 인접하는 제2 블록의 예측 모드 중, 모드 번호가 적은 예측 모드를 상기 예측대상 블록의 예측 모드로 추정하는 것을 특징으로 하는 화소의 인트라-예측 모드 추정 방법.
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