KR100900316B1 - Method and Apparatus for Intra mode prediction searching for compression of real time video signal - Google Patents

Method and Apparatus for Intra mode prediction searching for compression of real time video signal Download PDF

Info

Publication number
KR100900316B1
KR100900316B1 KR1020070064972A KR20070064972A KR100900316B1 KR 100900316 B1 KR100900316 B1 KR 100900316B1 KR 1020070064972 A KR1020070064972 A KR 1020070064972A KR 20070064972 A KR20070064972 A KR 20070064972A KR 100900316 B1 KR100900316 B1 KR 100900316B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mode
intra
search
prediction
inter
Prior art date
Application number
KR1020070064972A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080052255A (en
Inventor
김병규
김종호
조창식
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to US11/950,718 priority Critical patent/US20080137743A1/en
Publication of KR20080052255A publication Critical patent/KR20080052255A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100900316B1 publication Critical patent/KR100900316B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/119Adaptive subdivision aspects, e.g. subdivision of a picture into rectangular or non-rectangular coding blocks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/147Data rate or code amount at the encoder output according to rate distortion criteria
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock

Abstract

본 발명은 외부로부터 수신되는 비디오 신호 매크로 블록의 율-왜곡 비용을 측정하는 단계, 수신된 매크로 블록의 율-왜곡 비용과 인접하는 매크로 블록의 율-왜곡 비용을 비교하여 검색 임계치를 결정하는 단계, 수신된 매크로 블록의 인터 모드(inter mode) 별 오차합을 측정하여 최소 오차합을 가지는 인터 모드를 결정하는 단계, 결정된 인터 모드의 최소 오차합과 검색 임계치에 상응하여 인트라 모드(intra mode) 예측 검색을 결정하는 단계를 포함하는 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법을 제공할 수 있다.The present invention provides a method for determining a search threshold by comparing a rate-distortion cost of a video signal macroblock received from an external source, comparing the rate-distortion cost of a received macroblock with a rate-distortion cost of an adjacent macroblock, Determining an inter mode having the minimum error sum by measuring the error sum for each inter mode of the received macroblock, and intra mode predictive search corresponding to the determined minimum error sum and the search threshold of the inter mode; It may provide an intra mode prediction search method for real-time video compression comprising the step of determining.

H.264, 인트라(Intra) 예측 검색, 인터(Inter) 예측 검색 H.264, Intra Prediction Search, Inter Prediction Search

Description

실시간 비디오 신호 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법 및 장치{Method and Apparatus for Intra mode prediction searching for compression of real time video signal}Method and Apparatus for Intra mode prediction searching for real time video signal

도 1은 본 발명이 적용되는 비디오 압축기의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.1 is a view schematically showing the structure of a video compressor to which the present invention is applied;

도 2는 본 발명이 적용되는 비디오 압축기의 진행 순서를 간단히 나타내는 도면.2 is a diagram briefly showing a procedure of a video compressor to which the present invention is applied.

도 3은 본 발명과 비교되는 기존의 화면 움직임 예측을 위한 순서를 개략적으로 나타내는 도면.3 is a diagram schematically illustrating a procedure for predicting a conventional screen motion compared with the present invention.

도 4는 H.264 방식에서 적용되는 매크로 블록을 설명하는 도면.4 is a diagram for explaining a macroblock to be applied in the H.264 system.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화면 움직임 예측을 위한 움직임 추정부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a motion estimator for screen motion prediction according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화면 움직임 예측을 위한 순서를 개략적으로 나타내는 도면.6 is a diagram schematically illustrating a sequence for predicting screen motion according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인터모드에 기반한 인 트라 모드 검색 방법을 나타내는 도면.7 is a diagram illustrating an intra mode search method based on an inter mode according to an embodiment of the present invention.

도 8은 H.264 방식에서 인터 모드의 가변 블록 종류를 나타내는 도면. 8 is a view showing a type of variable block of the inter mode in the H.264 scheme.

도 9는 H.264 방식에서 인트라 모드의 예측 검색 모드를 나타내는 도면. 9 is a diagram illustrating a prediction search mode of an intra mode in the H.264 scheme.

도 10은 본 발명이 적용되는 경우의 실제적인 일 실시예를 설명한 도면.10 is a view for explaining one practical embodiment when the present invention is applied.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101 : 블록 단위화부 103 : 블록 DCT(Discrete cosine transform)부101: block unitization unit 103: block DCT (Discrete cosine transform) unit

105 : 양자화기 107 : 가변길이 부호화부105: quantizer 107: variable length encoder

109 : 움직임 보상기 111 : 역양자화 및 IDCT부(inverse-DCT)109: motion compensator 111: inverse quantization and IDCT unit (inverse-DCT)

113 : 움직임 추정부 115 : 멀티플렉서113: motion estimation unit 115: multiplexer

117 : 가산부 119 : 감산부117: addition unit 119: subtraction unit

본 발명은 실시간 비디오 신호 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an intra mode predictive searching method and apparatus for real time video signal compression.

실시간 비디오 신호 압축 방법으로 현재 사용되고 있는 압축 방법 중 H.264 방식이 존재한다. H.264 방식은 가장 최근에 표준화된 동영상 압축 부호화 방식으로 이전의 비디오 부호화 방식에 비해 율-왜곡(Rate-Distortion :R-D) 관점에서 높은 성능을 보이지만 더불어 부호기의 복잡도가 상당히 증가하는 단점이 존재 하였다.H.264 is one of the compression methods currently used as a real-time video signal compression method. H.264 is the most recently standardized video compression coding scheme, which shows higher performance in terms of rate-distortion (RD) than previous video coding schemes, but also has a disadvantage of significantly increasing the complexity of the encoder. .

H.264 방식은 비디오 신호의 압축을 위하여 화면을 매크로 블록으로 분할하고 각 매크로 블록을 인터 모드 예측 검색 및 인트라 모드 예측 검색을 모두 수행하여 매크로 블록을 압축하여 전체 비디오 화면을 실시간으로 압축하는 방식이다.H.264 is a method of compressing the entire video screen in real time by dividing the screen into macro blocks and compressing the macro blocks by performing both the inter mode prediction search and the intra mode prediction search. .

도 7 및 도 8은 본 H.264 방식에서 인터 모드를 결정하는 가변 블록의 종류와 인트라 모드의 검색을 위해 정의된 모드를 표시하고 있다.7 and 8 illustrate a type of a variable block for determining an inter mode and a mode defined for searching for an intra mode in the present H.264 scheme.

인터 모드는 상기 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 7 가지를 포함하고 있으며 최종 인터 모드를 결정하기 위해서는 각 매크로 블록에 상기 7 가지의 율-왜곡 비용을 측정하여 최소 값을 가지는 모드를 결정한다.As shown in FIG. 7, the inter mode includes seven types, and in order to determine the final inter mode, the mode having the minimum value is determined by measuring the seven rate-distortion costs in each macro block.

인트라 모드는 상기 도 8에서 알 수 있는 바와 같이 4x4 ,8x8 및 16x16의 세 종류의 블록 크기가 존재하며, I16x16MB(Intra 16x16 Luminance Macro Block) 즉 흑백 16x16 크기의 매크로 블록에는 4가지 모 드(예측 방향)가 존재하며, I4x4MB에는 9가지 모드가 존재한다. 또한 칼라 성분에 대해서는 Chroma(Chrominance) 8x8 블록에 대해서는 4종류의 모드가 존재한다. Intra mode has three types of block sizes of 4x4, 8x8, and 16x16, as shown in FIG. 8, and four modes (predictive directions) for I16x16MB (Intra 16x16 Luminance Macro Block) ), And there are nine modes in I4x4MB. In addition, there are four modes for the chroma component (Chrominance) 8x8 block.

이러한 인트라 모드의 검색에서도 최종 인트라 모드의 검색은 잔차(residual) 데이터가 가장 적은 모드를 최종 인트라 모드로 선택한다.Even in this intra mode search, the final intra mode search selects the mode having the least residual data as the final intra mode.

상기에서 살펴본 바와 같이 H.264 방식에서는 인터 모드와 인트라 모드의 모든 예측 검색을 수행해야 하므로 부호기의 구성이 매우 복잡해지고, 그 결과 전력 소모 및 연산 속도가 느려진다는 단점이 존재하였다.As described above, in the H.264 method, since all predictive search of the inter mode and the intra mode must be performed, the configuration of the encoder becomes very complicated, and as a result, there is a disadvantage in that power consumption and operation speed become slow.

이에 따라 이러한 복잡도를 해소하기 위한 여러 가지 방법이 논의 되어 왔다.Accordingly, various methods for solving such complexity have been discussed.

본 발명은 실시간 비디오 신호 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an intra mode predictive search method and apparatus for real-time video signal compression.

또한 본 발명은 인터 모드 (inter-mode) 예측과 인트라 모드 (intra-mode) 예측 기법 중에서 인트라 모드 예측 검색을 고속화함으로써 H.264 비디오 압축 시스템의 성능을 비트율 측면과 압축 속도 측면에서 개선하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention improves the performance of H.264 video compression system in terms of bit rate and compression speed by speeding up intra mode prediction search among inter-mode prediction and intra-mode prediction techniques. There is this.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 외부로부터 수신되는 비디오 신호 매크로 블록의 율-왜곡 비용을 측정하는 단계, 상기 수신된 매크로 블록의 율-왜곡 비용과 인접하는 미리 분할된 매크로 블록의 율-왜곡 비용을 비교하여 검색 임계치를 결정하는 단계, 상기 수신된 매크로 블록의 인터 모드(inter mode) 별 오차합을 측정하여 최소 오차합을 가지는 인터 모드를 결정하는 단계, 상기 결정된 인터 모드의 최소 오차합과 상기 검색 임계치에 상응하여 인트라 모드(intra mode) 예측 검색을 결정하는 단계를 포함하는 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법을 제공할 수 있다.In order to achieve the above objects, according to an aspect of the present invention, the step of measuring the rate-distortion cost of the video signal macro block received from the outside, pre-segmented adjacent to the rate-distortion cost of the received macro block Comparing a rate-distortion cost of the macroblock to determine a search threshold, determining an inter mode having a minimum error sum by measuring an error sum for each inter mode of the received macroblock, and determining the determined inter An intra mode predictive search method for real-time video compression may be provided that includes determining an intra mode predictive search based on a minimum error sum of a mode and the search threshold.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 인트라 모드 예측 검색을 결정하는 단계에서, 상기 결정된 인터 모드의 최소 오차합이 상기 검색 임계치를 초과하는 경우에는 인트라 모드 예측 검색을 생략하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 인트라 모드 예측 검색을 결정하는 단계에서, 상기 결정된 인터 모드의 최소 오차합이 상기 검색 임계치보다 작거나 같은 경우에는 상기 최소 오차값을 가지는 인터 모드에 상응하여 인트라 모드를 예측 검색하는 것을 특징으로 할 수 있다. In an exemplary embodiment, in the determining of the intra mode predictive search, the intra mode predictive search may be omitted when the determined minimum error sum of the inter mode exceeds the search threshold. In the determining of the intra mode prediction search, if the minimum error sum of the determined inter mode is less than or equal to the search threshold, the intra mode is predicted and searched corresponding to the inter mode having the minimum error value. You can do

또한, 상기 인트라 모드 예측 검색은 상기 최소 오차합을 가지는 인터 모드가 16x16 일 경우에는 I16MB(Intra 16x16 Macro Block Luminance) 의 DC 모드 및 인트라 8x8 Chroma(Chrominance)의 DC(directionless) 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하여 최적 인트라 모드를 예측 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 최소 오차합을 가지는 인터 모드가 16x8 일 경우에는 I16MB의 DC 모드 및 HOR 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하여 최적 인트라 모드를 예측 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the intra mode prediction search, when the inter mode having the minimum error sum is 16x16, the intra mode prediction search predicts and searches the DC mode of I16MB (Intra 16x16 Macro Block Luminance) and the DC (directionless) mode of Intra 8x8 Chroma (Chrominance). The mode may be omitted, further comprising predicting and searching for an optimal intra mode. In addition, when the inter mode having the minimum error sum is 16x8, the method further includes predicting and searching for the optimal intra mode by omitting the I16MB DC mode, the HOR mode, and the intra 8x8 Chroma DC mode, and omitting the I4MB mode. It may be characterized by.

또한, 상기 최소 오차합을 가지는 인터 모드가 8x16 일 경우에는 I16MB의 DC 모드 및 VER 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하여 최적 인트라 모드를 예측 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, when the inter mode having the minimum error sum is 8x16, the method further includes predicting and searching for the optimal intra mode by omitting the I16MB DC mode, the VER mode, and the intra 8x8 Chroma DC mode, and omitting the I4MB mode. It may be characterized by.

또한, 상기 최소 오차합을 가지는 인터 모드가 8x8 서브-블록(sub-block) 일 경우에는 I16MB의 DC 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 서브-블록 모드가 8x4 일 경우에는 I4MB의 DC 및 HOR 모드로 예측 검색하고, 서브-블록 모드가 8x8 및 4x4 중 어느 하나 일 경우에는 I4MB의 DC 모드로 예측 검색하고, 서브-블록 모드가 4x8 일 경우에는 I4MB의 DC 모드 및 VER 모드로 예측 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when the inter mode having the minimum error sum is an 8x8 sub-block, the prediction search is performed in the DC mode of I16MB and the DC mode of the intra 8x8 Chroma. If the sub-block mode is 8x4, the DC of I4MB is used. And predictive search in HOR mode, predictive search in I4MB DC mode when the sub-block mode is any one of 8x8 and 4x4, and predictive search in I4MB DC mode and VER mode when the sub-block mode is 4x8. It may be characterized by further comprising the step.

본 발명의 다른 일 측면을 참조하면, 외부로부터 수신되는 비디오 신호 매크로 블록의 율-왜곡 비용을 측정하고, 상기 수신된 매크로 블록의 율-왜곡 비용과 인접하는 매크로 블록의 율-왜곡 비용을 비교하여 검색 임계치를 결정하는 임계치 결정부, 상기 수신된 매크로 블록의 인터 모드(inter mode) 별 오차합을 측정하는 인터 모드 계산부, 상기 측정된 인터 모드 별 오차합을 비교하여 최소 오차합을 가지는 최종 인터 모드를 결정하는 최종 인터 모드 결정부 및 상기 결정된 최종 인터 모드의 최소 오차합과 상기 검색 임계치에 상응하여 인트라 모드(intra mode) 예측 검색을 결정하는 인트라 모드 결정부를 포함하는 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치를 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, by measuring the rate-distortion cost of the video signal macroblock received from the outside, comparing the rate-distortion cost of the received macroblock with the rate-distortion cost of the adjacent macro block A threshold determining unit determining a search threshold, an inter mode calculating unit measuring an error sum for each inter mode of the received macroblock, and a final inter having a minimum error sum by comparing the measured error sums for each inter mode A final inter mode determiner for determining a mode and an intra mode determiner for determining an intra mode predictive search according to the minimum error sum of the determined final inter mode and the search threshold; A predictive search apparatus can be provided.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 인트라 모드 결정부는 결정된 최종 인터 모드의 최소 오차합이 상기 검색 임계치를 초과하는 경우에는 상기 인트라 모드 예측 검색을 생략하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 최소 오차값을 가지는 최종 인터 모드에 상응하여 인트라 모드를 예측 검색하는 인트라 모드 계산부를 더 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment, the intra mode determiner may omit the intra mode predictive search when the minimum error sum of the determined final inter mode exceeds the search threshold. The apparatus may further include an intra mode calculator configured to predict and search an intra mode corresponding to the final inter mode having the minimum error value.

또한, 상기 인트라 모드 계산부는 I16MB의 DC 모드 및 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하여 최적 인트라 모드를 예측 검색하는 16x16 인터 모드 검색 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 인트라 모드 계산부는 I16MB의 DC 모드 및 HOR 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하여 최적 인트라 모드를 예측 검색하는 16x8 인터 모드 검색 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The intra mode calculator may further include a 16x16 inter mode search predictor that predicts and searches an optimal intra mode by performing a predictive search in a DC mode of I16MB and a DC mode of an intra 8x8 Chroma, and omitting the I4MB mode. The intra mode calculator may further include a 16x8 inter mode search predictor configured to predict and search an optimal intra mode by performing a predictive search in a DC mode and a HOR mode of an I16MB, and a DC mode of an intra 8x8 Chroma, and omitting the I4MB mode. Can be.

또한, 상기 인트라 모드 계산부는 I16MB의 DC 모드 및 VER 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하여 최적 인트라 모드를 예측 검색하는 8x16 인터 모드 검색 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The intra mode calculation unit may further include an 8x16 inter mode search predictor that predicts and searches an optimal intra mode by performing a predictive search using a DC mode of 16 MB, a VER mode, and a DC mode of an intra 8x8 Chroma, and omitting the I4 MB mode. Can be.

또한, 상기 인트라 모드 계산부는 I16MB의 DC 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드, I4MB의 DC 및 HOR 모드, I4MB의 DC 모드, I4MB의 DC 모드 및 VER 모드 중 적어도 한 모드로 예측 검색하는 8x8 서브-블록(sub-block) 인터 모드 검색 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the intra mode calculation unit 8x8 sub-block for predictive searching in at least one mode of DC mode of I16MB, DC mode of Intra 8x8 Chroma, DC and HOR mode of I4MB, DC mode of I4MB, DC mode and VER mode of I4MB. The method may further include a (sub-block) inter mode search predictor.

이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 비디오 압축기의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing the structure of a video compressor to which the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 상기 비디오 압축기는 블록 단위화부(101), 블록 DCT(Discrete cosine transform)부(103), 양자화기(105), 가변길이 부호화부(107), 움직임 보상기(109), 역양자화 및 IDCT부(inverse-DCT)(111), 움 직임 추정부(113), 멀티플렉서(115)를 포함하며 감산부(119) 및 가산부(117)를 더 포함한다.Referring to FIG. 1, the video compressor includes a block unit unit 101, a block cosine transform unit DCT 103, a quantizer 105, a variable length encoder 107, a motion compensator 109, and an inverse. It includes a quantization and IDCT unit (inverse-DCT) 111, a motion estimator 113, a multiplexer 115, and further includes a subtractor 119 and an adder 117.

블록 단위화부(101)는 외부로부터 프레임 단위로 입력되는 비디오 신호를 블록 단위로 분할하는 역할을 담당한다. 이는 움직임 추정기(113)에서 비디오 신호를 예측하기 위해서 사용되는 매크로 블록을 설정하는 것이다.The block unit unit 101 is responsible for dividing the video signal input from the outside in units of frames in units of blocks. This is to set the macro block used for predicting the video signal in the motion estimator 113.

블록 DCT(Discrete cosine transform)부(103)는 감산부(119)에서 블록 단위화부(101)와 움직임 보상기(109)의 감산 연산을 한 신호를 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform : DCT)하는 역할을 담당한다. 이산 코사인 변환부는 화소를 주파수로 변환하는 역할을 담당한다.The block DCT (discrete cosine transform) unit 103 performs a discrete cosine transform (DCT) on a signal obtained by subtracting the block unit 101 and the motion compensator 109 from the subtractor 119. In charge. The discrete cosine converter is responsible for converting pixels into frequencies.

양자화기(105)는 블록 DCT부(103)에서 변환된 신호를 양자화하여 디지털 신호로 변환하는 역할을 담당하며 가변길이 부호화부(107)는 양자화기(105)에서 양자화된 신호를 가변 길이 부호화(variable length coding)하여 외부로 전송할 압축 스트림을 생성한다.The quantizer 105 is responsible for quantizing the signal converted by the block DCT unit 103 into a digital signal, and the variable length encoder 107 converts the quantized signal from the quantizer 105 into a variable length encoding ( variable length coding) to generate a compressed stream for transmission to the outside.

역양자화 및 IDCT부(Inverse-DCT)(111)는 상기 양자화기(105)에서 양자화된 신호를 다시 역양자화 및 역 DCT 변환하여 원본 프레임을 재생하는 역할을 담당한다.The inverse quantization and IDCT unit (Inverse-DCT) 111 plays a role of re-quantizing and inverse DCT transforming the quantized signal in the quantizer 105 to reproduce the original frame.

움직임 추정부(113)는 블록 단위화부(101)에서 수신된 비디오 입력 신호와 역양자화 및 IDCT부(111)에서 재생된 이전 프레임 및 움직임 보상 부(109)에서 수신된 신호를 합산부(117)에서 합한 신호를 이용하여 움직임을 추정하고 예측하는 부분이다. 이러한 움직임 추정부(113)는 인트라 모드 예측 검색 및 인터 모드 예측 검색을 수행하는 역할을 담당한다.The motion estimator 113 adds the video input signal received by the block unitization unit 101 and the signal received by the inverse quantization and the previous frame reproduced by the IDCT unit 111 and the motion compensation unit 109. This part estimates and predicts the motion by using the sum signal. The motion estimator 113 is responsible for performing an intra mode prediction search and an inter mode prediction search.

움직임 보상기(109)는 블록단위화부(101)와 감산부(119)에서 결합하여 원 프레임에서 보상된 움직임을 빼는 역할을 수행하는 부분이다.The motion compensator 109 combines the block unitization unit 101 and the subtraction unit 119 to subtract the compensated motion from the original frame.

멀티플렉서(115)는 압축된 비디오 스트림을 전송하기 위하여 다중화하는 부분이다.The multiplexer 115 is the part to multiplex to transmit the compressed video stream.

도 2는 본 발명이 적용되는 비디오 압축기의 진행 순서를 간단히 나타내는 도면이다. 2 is a diagram briefly showing a procedure of a video compressor to which the present invention is applied.

도 2를 참조하면, 우선 비디오 압축기에 비디오 신호가 입력된다(단계 201). 그 후 입력된 비디오 신호를 블록화 하고, 블록화된 비디오 신호를 바탕으로 프레임에서 움직임을 예측한다(단계 203). 이러한 움직임 예측을 위해서 H.264 방식의 인터(Inter) 모드 및 인트라(Intra) 모드를 이용한 예측 검색이 사용될 수 있다.2, a video signal is first input to a video compressor (step 201). Thereafter, the input video signal is blocked, and motion is predicted in the frame based on the blocked video signal (step 203). For such motion prediction, a prediction search using an H.264 inter mode and an intra mode may be used.

움직임의 예측이 끝나면 이산 코사인 변환부에서 화면을 변환하고(단계 205), 변환된 화면을 양자화 및 부호화 하여 암축 스트림 신호로 변환한다(단계 207). 이러한 단계를 모두 끝마치면 다중화 하여 암축 스트림으로 비디오 신호를 외부로 전송한다(단계 209).After the prediction of the motion is completed, the discrete cosine transformer transforms the screen (step 205), and quantizes and encodes the converted screen to convert it to a dark-axis stream signal (step 207). When all of these steps are completed, the video signal is transmitted to the outside in a axial stream by multiplexing (step 209).

도 3은 본 발명과 비교되는 기존의 화면 움직임 예측을 위한 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.3 is a diagram schematically showing a procedure for predicting a conventional screen motion compared with the present invention.

H.264 방식을 이용하는 화면 압축에서는 화면을 여러 개의 매크로 블록(Macro Block : MB)으로 분할하여 인터 모드 예측 및 인트라 모드 예측을 한다. 따라서 우선 인터 모드의 율-왜곡(Rate-Distortion : R-D) 비용을 측정하여 최적의 인터 모드를 결정하고 결정된 인터모드에 따라서 각각 인트라 모드 예측을 하게 된다.In the screen compression using the H.264 method, the screen is divided into several macro blocks (MBs) for inter mode prediction and intra mode prediction. Therefore, first, the rate-distortion (R-D) cost of the inter mode is measured to determine the optimal inter mode, and intra mode prediction is performed according to the determined inter mode.

따라서 도 3을 참조하면 우선 16x16 매크로 블록에 대한 율-왜곡 비용을 측정하고(301), 그 후 16x8 매크로 블록에 대한 율-왜곡 비용을 측정하고(303), 그 후 8x16 매크로 블록에 대한 율-왜곡 비용을 측정하고(305)그 후 8x8 매크로 블록에 대한 율-왜곡 비용을 측정한다(307).Thus, referring to Figure 3, first measure the rate-distortion cost for a 16x16 macroblock (301), then measure the rate-distortion cost for a 16x8 macroblock (303), and then the rate for the 8x16 macroblock- The distortion cost is measured (305) and then the rate-distortion cost for the 8x8 macroblock is measured (307).

이러한 각 매크로 블록에 따른 율-왜곡 비용의 측정은 인터 모드에서 형성되는 각 가변 블록이 16x16 생략(skip) 모드, 16x16 모드, 8x16 모드, 16x8 모드 및 8x8 모드가 존재하기 때문이다. 특히 8x8 모드의 하위(sub) 모드로 8x8 모드, 8x4 모드, 4x8 모드 및 4x4 모드가 다시 존재한다.The measurement of the rate-distortion cost according to each macro block is because each variable block formed in the inter mode has a 16x16 skip mode, a 16x16 mode, an 8x16 mode, a 16x8 mode, and an 8x8 mode. In particular, 8x8 mode, 8x4 mode, 4x8 mode, and 4x4 mode are present again as sub modes of the 8x8 mode.

이렇게 인터 모드에서 가능한 각 가변 블록에 관해서 모두 율-왜곡 비용을 측정한 다음 각 블록의 율-왜곡 비용을 비교하여 최저 값을 가지는 최적 인터 모드를 결정한다(단계 309).The rate-distortion costs are all measured for each variable block possible in the inter mode, and then the optimal inter mode having the lowest value is determined by comparing the rate-distortion costs of each block (step 309).

그런 다음 예측 방식이 Frext(Fidelity Range Extensions) 방식인지를 확인하여(단계311) Frext 방식이라면, 인트라 모드 예측 중 Luma(Luminance) 16x16 방식의 예측 검색을 수행하고(단계 313), 그 후 Luma 4x4 방식의 예측 검색(단계 315), Chroma(Chrominance) 8x8 방식의 예측 검색(단계 317) 및 Luma 8x8 방식의 예측 검색(단계 319)을 모두 수행한 후 각 예측 검색치를 비교하여 최적의 인트라 모드를 결정한다(단계321).Then, it is determined whether the prediction method is a Frext (Fidelity Range Extensions) method (step 311), and if the Frext method is performed, the prediction of the Luma (Luminance) 16x16 method is performed during intra mode prediction (step 313), and then the Luma 4x4 method is used. Predictive search (step 315), Chroma (Chrominance) 8x8 method predictive search (step 317) and Luma 8x8 method predictive search (step 319) are all performed to compare the respective search results to determine the optimal intra mode. (Step 321).

반면에, 예측 방식이 Frext 방식이 아니라면, 인트라 모드 예측 중 Luma 16x16 방식의 예측 검색(단계 323), Luma 4x4 방식의 예측 검색(단계 325) 및 Chroma 8x8 방식의 예측 검색(단계 327)을 하여 각 예측 검색치를 비교하여 최적의 인트라 모드를 결정한다(단계 329).On the other hand, if the prediction method is not Frext method, Luma 16x16 prediction search (step 323), Luma 4x4 prediction prediction (step 325) and Chroma 8x8 prediction prediction (step 327) are performed during intra mode prediction. The predictive search values are compared to determine the optimal intra mode (step 329).

그런 다음 인트라 모드 및 인터 모드의 각 최적 모드를 이용하여 최종 모드를 결정하고(단계331), 그것이 압축이 수행되는 매크로 블록의 최종 모드가 된다(단계 333).The final mode is then determined using each optimal mode of intra mode and inter mode (step 331), which is the final mode of the macroblock in which compression is performed (step 333).

이러한 방식의 경우 인터 모드의 검색을 위하여 많은 계산량이 필요한데다가, 이에 더하여 인트라 모드의 검색까지 빠짐없이 해야 하므로 계산량이 매우 많아지고 따라서, 실시간 비디오 압축에 많은 문제가 존재하였다.In this case, a large amount of computation is required for the inter mode search, and in addition to the intra mode search, the computational amount is very large, and thus, there are many problems in real-time video compression.

도 4는 H.264 방식에서 적용되는 매크로 블록을 설명하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a macro block applied in the H.264 method.

도 4를 참조하면, 전체 화면 프레임에서 각 매크로 블록의 위치를 설명하고 있다. 여기서, MBkl이 현재 처리하는 매크로 블록(400)이라 하면, 프레임에서 매크로 블록의 처리는 왼쪽 상부에서 오른쪽 하부의 방향으로 순차적으로 처리되므로, 상기 MBkl(400) 매크로 블록을 처리할 때 발생하는 이웃 매크로 블록은 처리 블록의 상부에 3개 및 왼쪽에 1개가 생길 수 있다. 즉, (k,l-1)좌표를 가지는 왼쪽 블록(407), (k-1,l+1)좌표를 가지는 우측 상단 블록(405), (k-1,l) 좌표를 가지는 상단 블록이 그것이다. 이러한 방식으로 처리되는 경우 미리 처리된 이웃한 매크로 블록의 값과 비교하여 화면을 압축 처리 할 수 있게 된다.Referring to FIG. 4, the position of each macro block in the full screen frame is described. Here, if MBkl is the macroblock 400 currently being processed, the processing of the macroblock in the frame is sequentially processed in the direction from the upper left to the lower right, so that a neighboring macro that occurs when processing the MBkl 400 block is processed. There may be three blocks on top of the processing block and one on the left. That is, the left block 407 having the (k, l-1) coordinate, the upper right block 405 having the (k-1, l + 1) coordinate, and the upper block having the (k-1, l) coordinate are It is. When processed in this manner, it is possible to compress the screen by comparing the values of neighboring macro blocks that have been processed in advance.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화면 움직임 예측을 위한 움직임 추정부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a motion estimator for predicting screen motion according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 움직임 추정부(500)는 임계치 결정부(503), 인터 모드 계산부(505), 최종 인터 모드 결정부(507), 인트라 모드 결정부(509), 인트라 모드 계산부(511) 및 출력부(513)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the motion estimator 500 according to the present invention includes a threshold determiner 503, an inter mode calculator 505, a final inter mode determiner 507, an intra mode determiner 509, and an intra. The mode calculator 511 and the output unit 513 are included.

임계치 결정부(503)는 입력되는 매크로 블록 신호(501)를 미리 계산된 이웃하는 매크로 블록의 율 왜곡 비용을 이용하여 임계치를 결정하는 역할을 담당한다.The threshold value determination unit 503 is responsible for determining the threshold value by using the rate distortion cost of the neighboring macro block, which is previously calculated, from the input macro block signal 501.

이러한 임계치 결정의 자세한 사항은 도 6에서 다시 설명하도록 한다.Details of this threshold determination will be described again with reference to FIG. 6.

인터 모드 계산부(505)는 입력된 매크로 블록 신호(501)의 인터 모드를 계산하는 역할을 담당한다. 이러한 인터 모드 계산부(505)는 도 8에서 설명되는 각 인터 모드에 대하여 각각 오차합을 계산하는 역할을 담당한다. 이러한 인터 모드 계산 방법에 대해서는 도 6에서 자세히 설명하도록 한다.The inter mode calculator 505 is responsible for calculating the inter mode of the input macro block signal 501. The inter mode calculator 505 calculates an error sum for each inter mode described in FIG. 8. This inter mode calculation method will be described in detail with reference to FIG. 6.

최종 인터 모드 결정부(507)는 상기 인터 모드 계산부(505)에서 각각 계산된 인터 모드의 오차합을 이용하여 최소의 오차합을 가지는 인터 모드를 결정하는 역할을 담당한다.The final inter mode determiner 507 is responsible for determining an inter mode having a minimum error sum using the error sums of the inter modes calculated by the inter mode calculator 505.

인트라 모드 결정부(509)는 임계치 결정부(503)에서 결정된 임계치와 인터 모드 결정부(507)에서 결정된 최적의 인터 모드의 오차합을 비교하여 인트라 모드를 계산할지를 결정하는 역할을 담당한다.The intra mode determiner 509 is responsible for determining whether to calculate the intra mode by comparing an error sum of the optimal inter mode determined by the inter mode determiner 507 with the threshold determined by the threshold value determiner 503.

인트라 모드 계산부(511)는 상기 인트라 모드 결정부(509)에서 인트라 모드를 계산할 것으로 결정되는 경우에 인트라 모드를 계산하는 부분이다. 이러한 인트라 모드 계산부(511)에서 인트라 모드를 계산하는 방법은 도 7에서 자세히 설명 하도록 한다.The intra mode calculator 511 calculates the intra mode when the intra mode determiner 509 determines that the intra mode is to be calculated. The method of calculating the intra mode in the intra mode calculator 511 will be described in detail with reference to FIG. 7.

출력부(513) 출력부는 상기의 방법으로 입력된 매크로 블록 신호를 인트라 모드 및 인터 모드 예측 검색을 실시하여 압축된 신호를 외부로 발송하는 역할을 담당한다.The output unit 513 outputs the compressed signal to the outside by performing intra mode and inter mode prediction searching on the macro block signal input by the above method.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화면 움직임 예측을 위한 순서를 개략적으로 나타내는 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating a procedure for predicting screen motion according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면 우선 검색 임계치를 결정한다(단계601). 검색 임계치는 이후 단계에서 인트라 모드 예측 검색을 하는지 여부를 결정하는 중요한 부분이다.Referring to Fig. 6, first, a search threshold is determined (step 601). The search threshold is an important part of deciding whether to do intra mode predictive search in a later step.

이러한 검색 임계치는 These search thresholds

[수식 1][Equation 1]

Tkl = min RD Costij {RD cost (m, n)|(m, n) ∈ Neighbors},Tkl = min RD Costij {RD cost (m, n) | (m, n) ∈ Neighbors},

의 수식을 통해 구할 수 있는데Can be obtained from the formula

Tkl 값은 검색 임계치를 의미하고, RD Cost는 율-왜곡 비용을 의미한다.Tkl means search threshold and RD Cost means rate-distortion cost.

또한, (m,n)은 이웃 블록에 대한 인덱스 값을 의미하고, kl은 현재 처리하고자 하는 매크로 블록을 의미한다.In addition, (m, n) means an index value for a neighboring block, and kl means a macroblock to be currently processed.

여기서 각 (M,n) 값 및 kl 값의 프레임 상의 위치는 도면 4에 설명되어 있다. 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 화면에서 매크로 블록이 구성되므로, 검색 임계치를 이웃 블록을 이용하여 결정하면, 그 후 현재 매크 로 블록의 인터 모드의 가변 블록에 따른 오차합(sum of absolute error : SAD)을 각각 계산한다.The position on the frame of each (M, n) value and kl value is described in FIG. 4. As described above with reference to FIG. 4, since the macro block is configured on the screen, when the search threshold is determined using the neighboring block, a sum of absolute error (SAD) according to the variable block of the inter mode of the current macro block is then determined. Calculate each.

처음으로 16x16 매크로 블록에 대한 오차합을 측정하고(단계 603), 그 후 16x8 매크로 블록에 대한 오차합을 측정하고(단계 605), 그 후 8x16 매크로 블록에 대한 오차합을 측정하고(단계 607) 그 후, 8x8 매크로 블록에 대한 오차합을 측정한다(단계 609).First, measure the error sum for the 16x16 macroblock (step 603), then measure the error sum for the 16x8 macroblock (step 605), then measure the error sum for the 8x16 macroblock (step 607). The error sum for the 8x8 macroblock is then measured (step 609).

이렇게 각 가변 블록에 대한 오차합을 모두 측정하고 나서, 최소 오차합의 인터 모드를 결정한다(단계 611).After measuring all the error sums for each variable block, the inter mode of the minimum error sum is determined (step 611).

그런 다음 최소 오차합이 검색 임계치보다 더 큰 값을 가지는 지를 판단하여 (단계 613), 최소 오차합이 검색 임계치보다 크지 않으면 인트라 모드의 예측 검색을 생략하고(단계 619), 그렇지 않은 경우에는 상위 단계에서 결정된 최소 오차합 인터 모드에 기반한 인트라 모드를 검색한다(단계 615).It is then determined whether the minimum error sum has a value greater than the search threshold (step 613), and if the minimum error sum is not greater than the search threshold, the prediction search in intra mode is skipped (step 619), otherwise the higher step Intra mode is searched based on the minimum error sum inter mode determined in operation S615.

그 후, 최종 모드를 선택하고(단계 617), 이를 최종 매크로 블록의 모드로 결정한다(단계 621).Then, the final mode is selected (step 617), which is determined as the mode of the final macroblock (step 621).

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인터모드에 기반한 인트라 모드 검색 방법을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating an intra mode search method based on an inter mode according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 도 6의 참조 단계 615를 세부적으로 나타낸 것으로, 우선 최적의 인터 모드를 확인한다(단계 701). 이러한 최적 인터 모드의 확인은 상기 도 5의 참조 단계 611에서 결정되는 단계이다.Referring to FIG. 7, the reference step 615 of FIG. 6 is described in detail. First, an optimal inter mode is checked (step 701). This confirmation of the optimal inter mode is a step determined in reference step 611 of FIG.

그 후, 최적의 인터 모드 단계가 16x16 인 경우에는, 우선 I16MB(Intra 16x16 Macro Block luminance)의 DC(directionless) 모드를 수행하고(단계703), 그 후 8x8 Chroma의 DC 모드를 수행하고(단계 705), I4MB은 생략(SKIP)하여(단계 707)최적 인트라 모드를 검색한다(단계733).Then, if the optimal inter mode step is 16x16, first perform a directionless (DC) mode of In16 16x16 Macro Block luminance (I16MB), then perform a DC mode of 8x8 Chroma (step 705). I4MB is skipped (SKIP) (step 707) to search for the optimal intra mode (step 733).

한편, 최적의 인터 모드 단계가 16x16 인 경우에는, 우선 I16MB의 DC(directionless) 모드를 수행하고(단계703), 그 후 8x8 Chroma의 DC 모드를 수행하고(단계 705), I4MB은 생략(SKIP)하여(단계 707)최적 인트라 모드를 검색한다(단계733).On the other hand, if the optimal inter mode step is 16x16, first perform a directionless (DC) mode of I16MB (step 703), then perform DC mode of 8x8 Chroma (step 705), and skip I4MB (SKIP). (Step 707) to search for an optimal intra mode (step 733).

또 한편, 최적의 인터 모드 단계가 16x8 인 경우에는, 우선 I16MB에서 DC(directionless) 모드 및 HOR(horizontal) 모드를 수행하고(단계709), 그 후 8x8 Chroma의 DC 모드를 수행하고(단계 711), I4MB은 생략(SKIP)하여(단계 713)최적 인트라 모드를 검색한다(단계733).On the other hand, if the optimal inter mode step is 16x8, first perform the directionless (DC) mode and the horizontal (HOR) mode at step I16MB (step 709), and then perform the DC mode of 8x8 Chroma (step 711). I4MB is skipped (SKIP) (step 713) to search for the optimal intra mode (step 733).

또 한편, 최적의 인터 모드 단계가 8x16 인 경우에는, 우선 I16MB의 DC(directionless) 모드 및 VER(vertical) 모드를 수행하고(단계715), 그 후 8x8 Chroma의 DC 모드를 수행하고(단계 727), I4MB은 생략(SKIP)하여(단계 719)최적 인트라 모드를 검색한다(단계733).On the other hand, if the optimal inter mode step is 8x16, first perform I16MB of DC (directionless) mode and VER (vertical) mode (step 715), then perform 8x8 Chroma DC mode (step 727). I4MB is skipped (SKIP) (step 719) to search for the optimal intra mode (step 733).

마지막으로, 최적의 인터 모드 단계가 8x8의 서브 모드를 가지는 경 우에는, 우선 I16MB의 DC(directionless) 모드 및 VER(vertical) 모드를 수행하고(단계715), 그 후 8x8 Chroma의 DC 모드를 수행하고(단계 727), 상기 8x8 모드의 서브 블록을 판단하여(단계 725) 8x4 모드일 경우에는 I4MB에서 DC 모드 및 HOR 모드로 수행하고(단계 727), 8x8 모드나 4x4 모드인 경우에는 I4MB에서 DC 모드를 수행하고(단계 729), 4x8 모드인 경우에는 DC 모드 및 HOR 모드로 수행하여(단계 731)Finally, if the optimal inter mode step has a submode of 8x8, first perform I16MB of DC (directionless) and VER (vertical) modes (step 715), then 8x8 Chroma of DC mode. (Step 727), the sub-block of the 8x8 mode is determined (step 725) and performed in DC mode and HOR mode in I4MB in 8x4 mode (step 727), and in I4MB in 8x8 mode or 4x4 mode. Mode (step 729), and in the 4x8 mode, performs the DC mode and the HOR mode (step 731).

각 모드 수행 후 최적의 인트라 모드를 검색한다(단계 733).After performing each mode, the optimal intra mode is searched for (step 733).

이러한 방식의 인트라 모드 예측 검색을 도 3에서 설명한 기존의 인트라 모드 예측 검색과 비교하면, 각 인터 모드에 따라 인트라 모드의 예측 모드가 현저히 줄어들었음을 알 수 있다. 따라서 기존의 방식에 비하여 계산양이 줄어들어 실시간 비디오 신호의 압축에 매우 효율적일 수 있다.Comparing the intra mode prediction search in this manner with the conventional intra mode prediction search described in FIG. 3, it can be seen that the prediction mode of the intra mode is significantly reduced according to each inter mode. As a result, the amount of computation is reduced compared to the conventional method, and thus it may be very efficient for compressing a real-time video signal.

도 10은 본 발명이 적용되는 경우의 실제적인 일 실시예를 설명한 도면이다.10 is a view for explaining an actual embodiment when the present invention is applied.

도 10을 참조하면, 우선 압축될 비디오 신호의 한 프레임(1000)이 입력되면, 상기 프레임(1000)은 여러 개의 매크로 블록으로 분할된 프레임(1010)이 된다.Referring to FIG. 10, first, when one frame 1000 of a video signal to be compressed is input, the frame 1000 is a frame 1010 divided into several macro blocks.

이러한 경우 h.264 방식에서는 각 매크로 블록이 인터 예측 방식에 의하여 동일한 매크로 블록으로 분할되지 않고, 비디오 신호에 존재하는 이미지의 색감(Luminance)이나, 휘도(Chrominance)에 따라 도 7에서 설명한 크기의 가변 블록으로 예측 검색된다. In this case, in the h.264 method, each macroblock is not divided into the same macroblock by the inter prediction method, and the size of the variable described in FIG. 7 is changed according to the luminance or the luminance of the image present in the video signal. Predictive search into blocks.

이렇게 인터 예측 검색된 가변 블록은 상기 참조 번호 1011 및 1013과 같이 여러 도 8에서 설명한 가변 블록으로 분리될 수 있으며, 각 블록에 따라서 인트라 모드의 예측 검색 방법이 달라지게된다.The inter prediction search variable blocks may be divided into the variable blocks described with reference to FIGS. 1011 and 1013 as described above with reference to FIG. 8, and the prediction mode of the intra mode is changed according to each block.

기존의 방식에 있어서는 상기 도 3의 순서도에서 볼 수 있는 바와 같이 각 블록의 종류에 상관없이 인트라 모드 검색 방법을 모두 진행 하였으나, 본 발명에서는 상기 도 7의 순서도에서와 같이, 이웃하는 매크로 블록을 참조한 검색 임계치와 각 가변 블록에 따른 오차합에 따라 각각 다른 방식으로 인트라 모드를 결정하게 된다. 즉, 상기 참조 번호 1011 블록의 경우와 상기 참조 번호 1013의 경우에 각각 다르게 인트라 예측 검색을 수행한다.In the conventional method, as shown in the flowchart of FIG. 3, all the intra mode searching methods are performed regardless of the type of each block. However, in the present invention, as shown in the flowchart of FIG. The intra mode is determined in different ways according to the search threshold and the sum of the errors according to each variable block. That is, the intra prediction search is performed differently for the reference numeral 1011 block and the reference numeral 1013.

예를 들어 상기 참조 번호 1011 블록의 경우 8x8 서브 블록(1021)을 가지고 있어, 상기 도면 7의 8x8 서브 블록 경로를 따라서, I16MB:DC 모드, 8x8Chroma:DC 모드 및 I4MB:DC 모드의 경우에만 인트라 예측 검색을 하면 된다.For example, the reference numeral 1011 has an 8x8 subblock 1021, and according to the 8x8 subblock path of FIG. 7, intra prediction only in the case of I16MB: DC mode, 8x8Chroma: DC mode, and I4MB: DC mode. Do a search.

또한 상기 참조 번호 1013 블록의 경우 8x16 블록(1023)을 가지고 있어, 상기 도면 7의 8x16 경로를 따라서 I16MB:DC 모드 및 HOR 모드, 8x8Chroma:DC 모드의 경우에만 인트라 예측 검색 하면 된다. In addition, the reference numeral 1013 has an 8x16 block 1023, and intra prediction may be performed only in the I16MB: DC mode, the HOR mode, and the 8x8Chroma: DC mode along the 8x16 path of FIG.

이러한 경우 참조 번호 911 및 1013 블록의 경우 인트라 모드 예측 검색을 3종류만 하면 될 뿐이지만, 기존의 방식을 사용하면 모두 상기 도 9에서 설명한 각 모드의 검색을 모두 해야 함으로 적어도 17종류의 인트라 모드 예측 검색을 수행해야 한다. 상기의 예시에서 기존의 방식에 비하여 계산양이 줄어들어 실시간 비디오 신호의 압축에 매우 효율적임을 알 수 있다.In this case, only three types of intra mode prediction searches are required for blocks 911 and 1013. However, if the conventional method is used, all of the modes described in FIG. 9 must be performed. You must perform a search. In the above example, it can be seen that the amount of calculation is reduced compared to the conventional method, which is very efficient for compressing a real-time video signal.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

본 발명에 의하여, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법 및 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, an intra mode predictive search method and apparatus for real-time video compression can be provided.

또한 본 발명에 의하여, 인터 모드 (inter-mode) 예측과 인트라 모드 (intra-mode) 예측 기법 중에서 인트라 모드 예측 검색을 고속화함으로써 H.264 비디오 압축 시스템의 성능을 비트율 측면과 압축 속도 측면에서 개선할 수 있다.In addition, the present invention improves the performance of an H.264 video compression system in terms of bit rate and compression rate by speeding up intra mode prediction search among inter-mode prediction and intra-mode prediction techniques. Can be.

Claims (14)

실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법에 있어서,In the intra mode prediction search method for real-time video compression, 외부로부터 수신된 매크로 블럭에 대한 검색 임계치를 결정하는 단계와,Determining a search threshold for the macro block received from the outside; 상기 수신된 매크로 블럭의 인터 모드에 따른 오차합(SAD)을 계산하는 단계와,Calculating an error sum (SAD) according to an inter mode of the received macroblock; 최소의 오차합을 갖는 인터 모드를 최종 인터 모드로 결정하는 단계와,Determining an inter mode having a minimum error sum as a final inter mode, 상기 최종 인터 모드의 오차합과 상기 검색 임계치를 비교하여 상기 수신된 매크로 블럭에 대한 인트라 모드 예측 검색을 수행할지 여부를 결정하는 단계Determining whether to perform an intra mode predictive search for the received macroblock by comparing the error sum of the last inter mode with the search threshold; 를 포함하며,Including; 상기 검색 임계치는 이하의 수식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법.The search threshold is calculated according to the following formula, intra mode predictive search method for real-time video compression. 검색 임계치(Tkl) = min RD Costij {RD cost (m, n)|(m, n) ∈ Neighbors}Search threshold (Tkl) = min RD Costij {RD cost (m, n) | (m, n) ∈ Neighbors} 여기서, kl 은 수신된 매크로 블럭을 나타내며, (m,n)은 상기 수신된 매크로 블록에 인접한 이웃 매크로 블록에 대한 인덱스 값을 나타내며, RD Cost는 율-왜곡 비용을 나타낸다.Where kl represents a received macroblock, (m, n) represents an index value for a neighboring macroblock adjacent to the received macroblock, and RD Cost represents a rate-distortion cost. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 인트라 모드 예측 검색을 수행할지 여부를 결정하는 상기 단계에서,In the step of determining whether to perform an intra mode prediction search, 상기 최종 인터 모드의 오차합이 상기 검색 임계치를 초과하지 않으면 인트라 모드 예측 검색을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법.Intra-mode predictive search method for real-time video compression, characterized in that the intra mode prediction search is not performed if the error sum of the last inter mode does not exceed the search threshold. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 인트라 모드 예측 검색을 수행할지 여부를 결정하는 상기 단계에서,In the step of determining whether to perform an intra mode prediction search, 상기 최종 인터 모드의 오차합이 상기 검색 임계치를 초과하면 상기 최종 인터 모드에 따라 인트라 모드 예측 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법.And performing an intra mode prediction search according to the final inter mode when the sum of errors of the last inter mode exceeds the search threshold. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 최종 인터 모드가 16x16 일 경우에는If the last inter mode is 16x16 상기 인트라 모드 예측 검색은 I16MB(Intra 16x16 Macro Block Luminance)의 DC(directionless) 모드 및 인트라 8x8 Chroma(Chrominance)의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법.The intra mode predictive search is a prediction search in a DC mode of an intra16x16 macro block luminance (I16MB) and a DC mode of an intra 8x8 chroma (Chrominance), and an I4MB mode is omitted. Mode prediction search method. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 최종 인터 모드가 16x8 일 경우에는If the last inter mode is 16x8 상기 인트라 모드 예측 검색은 I16MB의 DC 모드 및 HOR 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법.The intra mode predictive search is a prediction mode of the I16MB DC mode and HOR mode, intra 8x8 Chroma DC mode, characterized in that I4MB mode is omitted, intra mode predictive search method for real-time video compression. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 최종 인터 모드가 8x16 일 경우에는If the final inter mode is 8x16 상기 인트라 모드 예측 검색은 I16MB의 DC 모드 및 VER 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법.The intra mode predictive search is a prediction mode of the I16MB DC mode and VER mode, intra 8x8 Chroma DC mode, characterized in that I4MB mode is omitted, intra mode predictive search method for real-time video compression. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 최종 인터 모드가 8x8 서브-블록(sub-block) 일 경우에는 If the last inter mode is an 8x8 sub-block 상기 인트라 모드 예측 검색은 I16MB의 DC 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 서브-블록 모드가 8x4 일 경우에는 I4MB의 DC 및 HOR 모드로 예측 검색하고, 서브-블록 모드가 8x8 및 4x4 중 어느 하나 일 경우에는 I4MB의 DC 모드로 예측 검색하고, 서브-블록 모드가 4x8 일 경우에는 I4MB의 DC 모드 및 VER 모드로 예측 검색하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 방법.The intra mode predictive search is a predictive search in a DC mode of I16MB, a DC mode of an intra 8x8 Chroma. When the sub-block mode is 8x4, the predictive search is performed in a DC and a HOR mode of I4MB, and the sub-block mode is 8x8 and 4x4. In either case, the prediction mode is searched in the DC mode of I4MB, and the prediction mode is searched in the DC mode and the VER mode of I4MB when the sub-block mode is 4x8. 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치에 있어서,In the intra mode prediction search device for real-time video compression, 외부로부터 수신된 매크로 블럭에 대한 검색 임계치를 결정하는 임계치 결정부와,A threshold determination unit that determines a search threshold for the macro block received from the outside; 상기 수신된 매크로 블럭의 인터 모드에 따른 오차합(SAD)을 계산하는 인터 모드 계산부와,An inter mode calculator for calculating an error sum (SAD) according to the inter mode of the received macro block; 최소의 오차합을 갖는 인터 모드를 최종 인터 모드로 결정하는 최종 인터 모드 결정부와,A final inter mode determiner configured to determine an inter mode having a minimum error sum as a final inter mode; 상기 최종 인터 모드의 오차합과 상기 검색 임계치를 비교하여 상기 수신된 매크로 블럭에 대한 인트라 모드 예측 검색을 수행할지 여부를 결정하는 인트라 모드 결정부An intra mode determiner which determines whether to perform an intra mode prediction search on the received macro block by comparing the error sum of the last inter mode with the search threshold; 를 포함하며,Including; 상기 검색 임계치는 이하의 수식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치.The search threshold is calculated according to the following formula, intra mode predictive search device for real-time video compression. 검색 임계치(Tkl) = min RD Costij {RD cost (m, n)|(m, n) ∈ Neighbors}Search threshold (Tkl) = min RD Costij {RD cost (m, n) | (m, n) ∈ Neighbors} 여기서, kl 은 수신된 매크로 블럭을 나타내며, (m,n)은 상기 수신된 매크로 블록에 인접한 이웃 매크로 블록에 대한 인덱스 값을 나타내며, RD Cost는 율-왜곡 비용을 나타낸다.Where kl represents a received macroblock, (m, n) represents an index value for a neighboring macroblock adjacent to the received macroblock, and RD Cost represents a rate-distortion cost. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 인트라 모드 결정부는The intra mode determiner 상기 최종 인터 모드의 오차합이 상기 검색 임계치를 초과하지 않으면 인트라 모드 예측 검색을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치.Intra-mode predictive search for real-time video compression, characterized in that the intra mode predictive search is not performed if the error sum of the last inter mode does not exceed the search threshold. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 인트라 모드 결정부는The intra mode determiner 상기 최종 인터 모드의 오차합이 상기 검색 임계치를 초과하면 상기 최종 인터 모드에 따라 인트라 모드 예측 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치.And performing an intra mode prediction search according to the final inter mode when the sum of errors of the last inter mode exceeds the search threshold. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 인트라 모드 계산부는,The intra mode calculation unit, 상기 최종 인터 모드가 16x16 일 경우에는If the last inter mode is 16x16 상기 인트라 모드 예측 검색은 I16MB(Intra 16x16 Macro Block Luminance)의 DC(directionless) 모드 및 인트라 8x8 Chroma(Chrominance)의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치.The intra mode prediction search is a prediction search in the DC mode of the Intra 16x16 Macro Block Luminance (I16MB) and the DC mode of the Intra 8x8 Chroma (Chrominance), and the I4MB mode is omitted. Mode predictive retrieval device. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 인트라 모드 계산부는,The intra mode calculation unit, 상기 최종 인터 모드가 16x8 일 경우에는If the last inter mode is 16x8 상기 인트라 모드 예측 검색은 I16MB의 DC 모드 및 HOR 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치.The intra mode predictive search is an intra mode predictive search apparatus for real-time video compression, characterized in that predictive search in the DC mode and HOR mode of the I16MB, DC mode of the intra 8x8 Chroma, omitting the I4MB mode. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 인트라 모드 계산부는,The intra mode calculation unit, 상기 최종 인터 모드가 8x16 일 경우에는If the final inter mode is 8x16 상기 인트라 모드 예측 검색은 I16MB의 DC 모드 및 VER 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드로 예측 검색하고 I4MB 모드는 생략하는 것을 특징으로 하는, 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치.The intra mode predictive search is a prediction mode of the I16MB DC mode and VER mode, intra 8x8 Chroma DC mode, characterized in that I4MB mode is omitted, intra mode predictive search device for real-time video compression. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 인트라 모드 계산부는,The intra mode calculation unit, 상기 최종 인터 모드가 8x8 서브-블록(sub-block) 일 경우, I16MB의 DC 모드, 인트라 8x8 Chroma의 DC 모드, I4MB의 DC 및 HOR 모드, I4MB의 DC 모드, I4MB의 DC 모드 및 VER 모드 중 적어도 하나의 모드로 예측 검색을 수행하는 8x8 서브-블록(sub-block) 인터 모드 검색 예측부If the final inter mode is an 8x8 sub-block, at least one of DC mode of I16MB, DC mode of Intra 8x8 Chroma, DC and HOR mode of I4MB, DC mode of I4MB, DC mode of I4MB and VER mode 8x8 sub-block inter mode search prediction unit for performing prediction search in one mode 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 비디오 압축을 위한 인트라 모드 예측 검색 장치.Intra prediction prediction device for real-time video compression further comprising a.
KR1020070064972A 2006-12-06 2007-06-29 Method and Apparatus for Intra mode prediction searching for compression of real time video signal KR100900316B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/950,718 US20080137743A1 (en) 2006-12-06 2007-12-05 Intra-mode predication search method and apparatus for compression of real-time video signal

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20060122870 2006-12-06
KR1020060122870 2006-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080052255A KR20080052255A (en) 2008-06-11
KR100900316B1 true KR100900316B1 (en) 2009-06-02

Family

ID=39807100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070064972A KR100900316B1 (en) 2006-12-06 2007-06-29 Method and Apparatus for Intra mode prediction searching for compression of real time video signal

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100900316B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101359496B1 (en) * 2008-08-06 2014-02-11 에스케이 텔레콤주식회사 Encoding Mode Determination Method and Apparatus and Video Encoding Apparatus Using Same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050061762A (en) * 2003-12-18 2005-06-23 학교법인 대양학원 Method of encoding mode determination and motion estimation, and encoding apparatus
KR20060016960A (en) * 2004-08-19 2006-02-23 전자부품연구원 Apparatus and method for adaptive motion estimation and mode decision in h.264 video codec
KR20060021149A (en) * 2004-09-02 2006-03-07 삼성전자주식회사 Method for selecting macro block type
JP2006094081A (en) 2004-09-24 2006-04-06 Sony Corp Coding device, coding method, program of coding method, and recording medium with program of coding method recorded thereon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050061762A (en) * 2003-12-18 2005-06-23 학교법인 대양학원 Method of encoding mode determination and motion estimation, and encoding apparatus
KR20060016960A (en) * 2004-08-19 2006-02-23 전자부품연구원 Apparatus and method for adaptive motion estimation and mode decision in h.264 video codec
KR20060021149A (en) * 2004-09-02 2006-03-07 삼성전자주식회사 Method for selecting macro block type
JP2006094081A (en) 2004-09-24 2006-04-06 Sony Corp Coding device, coding method, program of coding method, and recording medium with program of coding method recorded thereon

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080052255A (en) 2008-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101228651B1 (en) Method and apparatus for performing motion estimation
KR100952340B1 (en) Method and Apparatus for Determing Encoding Mode by Using Temporal and Spartial Complexity
KR100871588B1 (en) Intra-coding apparatus and method
US7856053B2 (en) Image coding control method and device
KR101420957B1 (en) Image encoding device, image decoding device, image encoding method, and image decoding method
KR101375664B1 (en) Method and apparatus of encoding/decoding image using diffusion property of image
KR20070064598A (en) Method and apparatus for fast mode decision for interframes
KR20070005848A (en) Method and apparatus for intra prediction mode decision
KR20090087767A (en) Method for predictive intra coding for image data
KR20110073263A (en) Method and apparatus for encoding and decoding for intra prediction
JP2004215275A (en) Motion compensation based improved noise prediction method and apparatus, and moving image encoding method and apparatus using the same
US20080137743A1 (en) Intra-mode predication search method and apparatus for compression of real-time video signal
JP5649296B2 (en) Image encoding device
KR100771640B1 (en) H.264 encoder having a fast mode determinning function
KR100807330B1 (en) Method for skipping intra macroblock mode of h.264/avc encoder
KR100900316B1 (en) Method and Apparatus for Intra mode prediction searching for compression of real time video signal
KR20070077955A (en) Method and apparatus for deciding intra prediction mode
KR100771641B1 (en) Fast mehtod of determinning h.264 mode
KR100657277B1 (en) Method for selecting macro block type
KR101490521B1 (en) Method for real-time scene-change detection for rate control of video encoder, method for enhancing qulity of video telecommunication using the same, and system for the video telecommunication
KR101319916B1 (en) Motion estimation method and apparatus, and image encoding method and apparatus using the same
KR101610028B1 (en) Method and apparatus for fast motion estimation and video encoding apparatus using the same
KR101610029B1 (en) Method for a motion estimation based on a variable size block matching and video encoding apparatus using the same
KR101070173B1 (en) Encoding system and method of conversion block for raising video compressive efficiency
KR100701129B1 (en) High speed block mode decision method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee