KR100912077B1 - Apparatus and method for adaptively reading image data for intra prediction, and system of adaptive intra prediction for decoding image using it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인트라 예측을 위한 적응적 영상데이터 읽기 제어 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 영상 복호를 위한 적응적 인트라 예측 시스템에 관한 것으로서, 영상 복호를 위하여 메모리에 저장된 영상데이터의 읽기를 수행함에 있어서, 예측 대상 블럭의 해당 예측 모드가 수평/수직모드 또는 비(non) 수평/수직모드 중 어느 모드에 해당하는지를 기준으로 읽기 순위를 결정하고, 그 결정된 읽기 순위에 따라 해당 영상데이터의 읽기를 수행함으로써, 최소한의 연산량으로 신속하게 인트라 예측을 수행할 수 있게 하고자 한다.The present invention relates to an adaptive image data read control device for intra prediction and a method thereof, and to an adaptive intra prediction system for image decoding using the same, wherein the image data stored in the memory for image decoding is read. By determining the reading order based on whether the corresponding prediction mode of the prediction target block corresponds to a horizontal / vertical mode or a non-horizontal / vertical mode, and performing reading of the corresponding image data according to the determined reading rank, We want to be able to perform intra prediction quickly with minimal computation.
이를 위하여, 본 발명은, 적응적 영상데이터 읽기 제어 장치에 있어서, 인트라 예측의 대상이 되는 예측 대상 블럭들에 대하여, 해당 예측 모드가 수평/수직모드 또는 비(Non) 수평/수직모드 중 어느 모드에 해당하는지를 기준으로 '해당 인트라 예측에 필요한 참조 데이터에 대한 읽기 순위'를 결정하기 위한 제어 수단; 상기 참조 데이터에 대한 읽기 어드레스를 생성하기 위한 읽기 어드레스 생성 수단; 및 상기 제어 수단에서 결정된 읽기 순위에 따라, 상기 읽기 어드레스 생성 수단에서 생성된 읽기 어드레스에 해당하는 영상데이터를 읽어들이기 위한 읽기모드 수행 수단을 포함한다.To this end, the present invention, in the adaptive image data read control device, for the prediction target blocks that are the target of intra prediction, the prediction mode is any of the horizontal / vertical mode or non-horizontal / vertical mode Control means for determining a 'priority of reading of reference data necessary for the intra prediction' on the basis of whether Read address generation means for generating a read address for the reference data; And a read mode performing means for reading the image data corresponding to the read address generated by the read address generating means, according to the read rank determined by the control means.
인트라 예측, 영상데이터 읽기, 읽기 순위, 읽기 제어, 수평/수직 예측 모드, 비 수평/수직 예측 모드 Intra prediction, image data reading, reading rank, read control, horizontal / vertical prediction mode, non-horizontal / vertical prediction mode
Description
본 발명은 인트라 예측을 위한 적응적 영상데이터 읽기 제어 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 영상 복호를 위한 적응적 인트라 예측 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 영상 복호를 위하여 메모리에 저장된 영상데이터의 읽기를 수행함에 있어서, 예측 대상 블럭의 해당 예측 모드가 수평/수직모드에 해당하는지 여부를 기준으로 읽기 순위를 결정하고, 그 결정된 읽기 순위에 따라 해당 영상데이터의 읽기를 수행함으로써, 최소한의 연산량으로 신속하게 인트라 예측을 할 수 있게 하는, 인트라 예측을 위한 적응적 영상데이터 읽기 제어 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 영상 복호를 위한 적응적 인트라 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an adaptive image data read control device for intra prediction and a method thereof, and to an adaptive intra prediction system for image decoding using the same, and more particularly, to reading image data stored in a memory for image decoding. In performing the operation, the reading order is determined based on whether the corresponding prediction mode of the block to be predicted corresponds to the horizontal / vertical mode, and the image data is read according to the determined reading order, thereby quickly performing a minimum computation amount. The present invention relates to an adaptive image data read control device for intra prediction and a method thereof, and to an adaptive intra prediction system for image decoding using the same.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-078-02, 과제명: 저전력 그래픽처리 SoC Platform].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication and the Ministry of Information and Communication Research and Development. [Task Management Number: 2005-S-078-02, Title: Low-Power Graphic Processing SoC Platform] .
종래의 영상압축 알고리즘에는 인터 예측(Inter Prediction)과 인트라 예측(Intra Prediction) 등이 있는데, 이 중에서 인트라 예측은 영상 신호의 인접한 화면들 간의 높은 상관성(correlation)을 이용하는 것이다.Conventional image compression algorithms include inter prediction and intra prediction, among which intra prediction uses high correlation between adjacent pictures of an image signal.
즉, '인트라 예측'은 현재 영상을 복원하기 위하여 시간 및 공간 상에서 인접한 영상의 정보를 예측하고, 그 예측 결과를 이용하여 현재의 영상을 원영상에 가깝게 압축/복원하는 것이다.That is, 'intra prediction' predicts information of adjacent images in time and space in order to reconstruct the current image, and compresses / restores the current image closer to the original image using the prediction result.
최근 고화질용 영상 압축기술 표준으로 H.264가 확정되었으며, 그 중에서도 인트라 예측 방법을 표준으로 채택하게 되었다. 그러나, 이러한 표준에 따라 압축 알고리즘을 구현할 경우에는 계산시간이 많이 소요되고, 또한 하드웨어 비용도 많이 필요하게 되는 문제점이 있었다.Recently, H.264 was confirmed as a standard for high-definition video compression technology. Among them, intra prediction is adopted as a standard. However, when the compression algorithm is implemented according to such a standard, it takes a lot of computation time and a lot of hardware cost.
이러한 문제를 해결하기 위한 종래 기술로는 도 1에 도시된 바와 같은 고정 방식의 인트라 예측 시스템이 있는데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.Conventional techniques for solving this problem include a fixed type intra prediction system as illustrated in FIG. 1, which will be described below.
종래의 고정 방식의 인트라 예측 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 메모리(10), 인트라 예측부(11), 및 예측 제어부(12)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 인트라 예측부(11)는 입력 선택기(111), 16x16 휘도신호 생성기(112), 4x4 휘도신호 생성기(113), 색도신호 생성기(114), 및 출력 선택기(115)를 포함하여 이루어지고, 예측 제어부(12)는 제어기(121), 쓰기 어드레스 생성부(122), 읽기 어드레스 생성부(123), 및 쓰기/읽기 모드 수행부(124)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, a conventional fixed type intra prediction system includes a
입력 선택기(11)는 메모리부(10)에 저장된 영상데이터를 입력받고, 그 입력받은 영상데이터를 예측 제어부(12)의 제어에 따라 16x16 휘도신호 생성기(112), 4x4 휘도신호 생성기(113) 또는 색도신호 생성기(114))로 선택적으로 출력한다.The
그러면, 16x16 휘도신호 생성기(112), 4x4 휘도신호 생성기(113), 및 색도신호 생성기(114)는 입력 선택기(111)로부터 각각에 대하여 입력된 데이터 성분에 대하여 제어기(FSM)(121)의 제어에 따라 각기 개별적으로 인트라 예측을 수행하며, 특히 16x16 휘도신호 생성기(112)와 4x4 휘도신호 생성기(113)는 병렬적으로 동작하는 것이 가능하다.Then, the 16x16 luminance signal generator 112, the 4x4
즉, 16x16 휘도신호 생성기(112)는 제어기(FSM)(121)의 제어에 따라, 입력 선택기(111)에서 출력된 16x16 휘도성분(휘도신호)에 대해 기설정된 각종 예측 모드들(도 7 참조) 중 어느 하나의 예측 모드(영상 인코더에서 사용되었던 해당 인트라 예측 모드)를 선택하여 인트라 예측을 수행한다. 이와 동시에 4x4 휘도신호 생성기(113)는 제어기(FSM)(121)의 제어에 따라, 입력 선택기(111)에서 출력된 4x4 휘도성분에 대해 기설정된 각종 예측 모드들(도 8 참조) 중 어느 하나의 예측 모드(영상 인코더에서 사용되었던 해당 인트라 예측 모드)를 선택하여 인트라 예측을 수행한다. 색도신호 생성기(114)는 16x16 휘도신호 생성기(112) 및 4x4 휘도신호 생성기(113)가 병렬 동작한 후에 동작하는 것으로서, 제어기(FSM)(121)의 제어에 따라, 입력 선택기(111)에서 출력된 색도성분(색도신호)에 대해 기설정된 각종 예측 모드들 중 어느 하나의 예측 모드(영상 인코더에서 사용되었던 해당 인트라 예측 모드)를 선택하여 인트라 예측을 수행한다.That is, the 16x16 luminance signal generator 112 is configured with various preset prediction modes for the 16x16 luminance component (luminance signal) output from the input selector 111 under the control of the controller (FSM) 121 (see FIG. 7). Intra prediction is performed by selecting any one of the prediction modes (the corresponding intra prediction mode used in the image encoder). At the same time, the 4x4
이후, 출력 선택기(115)는 16x16 휘도신호 생성기(112), 4x4 휘도신호 생성기(113), 및 색도신호 생성기(114)로부터 예측 결과를 입력받은 후, 제어기(121)의 제어에 따라 다중화하여 출력한다.Thereafter, the
한편, 예측 제어부(12)는 영상데이터를 메모리(10)에 쓰거나 메모리(10)에 저장된(쓰여진) 영상데이터를 인트라 예측부(11)로 읽어 오는 과정(영상데이터 쓰기/읽기)과 인트라 예측부(11)에서의 인트라 예측을 제어하는 기능을 수행한다. 이하, 예측 제어부(12)의 구성요소 각각에 대하여 설명하면, 다음과 같다.Meanwhile, the
제어기(121)는 인트라 예측부(11)에서의 인트라 예측 과정, 어드레스 생성기(122, 123)에서의 쓰기/읽기 어드레스 생성 과정, 쓰기/읽기 모드 수행부(124)에서의 영상데이터 쓰기/읽기 과정 등 인트라 예측 시스템의 전반적인 제어 과정을 수행한다.The
쓰기 어드레스 생성부(122) 또는 읽기 어드레스 생성부(123)는 제어기(121)의 제어에 따라 쓰기 어드레스 또는 읽기 어드레스를 생성하며, 쓰기/읽기 모드 수행부(124)는 제어기(121)의 제어에 따라 쓰기 모드에서는 쓰기 어드레스를 사용하여 입력 영상데이터를 메모리(10)에 쓰고, 읽기 모드에서는 읽기 어드레스를 사용하여 메모리에 저장된 영상데이터를 읽어다가 입력 선택기(111)에 전달한다.The
상기와 같은 종래의 인트라 예측 시스템은 병렬 구조와 메모리 구조를 통하여 시스템의 효율을 최대로 하여 수행 시간을 단축함과 동시에 하드웨어 비용을 줄이는 장점이 있다. 즉, 16x16 휘도 인트라 예측, 4x4 휘도 인트라 예측, 및 색도 인트라 예측을 수행하는데 1개의 메모리를 공유함으로써 메모리의 비용을 줄이고, 또한 16x16 휘도 인트라 예측 및 4x4 휘도 인트라 예측을 병렬로 처리함으로써 프로세싱의 처리 속도를 향상시키는 장점이 있다.The conventional intra prediction system as described above has the advantage of reducing the hardware cost and the execution time while maximizing the efficiency of the system through the parallel structure and the memory structure. In other words, by sharing one memory to perform 16x16 luma intra prediction, 4x4 luma intra prediction, and chroma intra prediction, the cost of the memory is reduced, and the processing speed of processing by processing 16x16 luma intra prediction and 4x4 luma intra prediction in parallel There is an advantage to improve.
하지만, 상기와 같은 종래의 인트라 예측 시스템에서는 복호 대상이 되는 예측 대상 블럭(복호 단위)을 단순히 기존의 복호 순서에 따라 읽어 들이는 '고정 방식의 메모리 읽기'를 통하여 인트라 예측을 수행하기 때문에, 불필요한 데이터를 처리하는 시간으로 인하여 복호 처리 성능의 저하를 초래하는 문제가 있다.However, in the conventional intra prediction system as described above, since the intra prediction is performed through the 'fixed memory read' which simply reads the prediction target block (decoding unit) to be decoded in the existing decoding order, it is unnecessary. There is a problem that the decoding processing performance is degraded due to the time for processing the data.
즉, 고정 방식의 종래 기술은 불필요한 연산량으로 인한 방대한 연산을 수행해야 하기 때문에 동영상 복호화기에서는 실시간 영상 복호를 구현하는 것이 곤란하고, 또한 추가적인 내부 메모리의 구비로 인하여 시스템 크기 및 소모 전력을 증가시키는 문제가 있다. 또한, 종래 기술은 영상의 종류 및 응용분야에 따라서는, 불필요한 연산량으로 인하여 인트라 예측 알고리즘의 사용이 제한되는 문제점도 있다.In other words, the conventional technique of the fixed method is difficult to implement a real-time video decoding in the video decoder because of the vast amount of operations due to the unnecessary amount of operation, and also increases the system size and power consumption due to the additional internal memory There is. In addition, the prior art also has a problem in that the use of the intra prediction algorithm is limited due to unnecessary computation amount depending on the type and application of the image.
상기와 같은 종래 기술은 과도한 연산량으로 인하여 인트라 예측 성능 저하, 소모전력의 증가, 및 시스템 소형화 한계 등을 초래한다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.The prior art as described above has a problem that due to the excessive amount of computation causes a decrease in intra prediction performance, an increase in power consumption, and a system miniaturization limit, and to solve such a problem is a problem of the present invention.
즉, 본 발명은 영상 복호를 위하여 메모리에 저장된 영상데이터의 읽기를 수행함에 있어서, 예측 대상 블럭의 해당 예측 모드가 수평/수직모드에 해당하는지 여부를 기준으로 읽기 순위를 결정하고, 그 결정된 읽기 순위에 따라 해당 영상데이터의 읽기를 수행함으로써, 최소한의 연산량으로 신속하게 인트라 예측을 할 수 있게 하는, 인트라 예측을 위한 적응적 영상데이터 읽기 제어 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 영상 복호를 위한 적응적 인트라 예측 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.That is, according to the present invention, in performing the reading of the image data stored in the memory for image decoding, the reading rank is determined based on whether the corresponding prediction mode of the prediction target block corresponds to the horizontal / vertical mode, and the determined reading rank. Apparatus and method for adaptive video data reading control for intra prediction, which enables intra prediction to be performed quickly with a minimum amount of computation by reading the corresponding video data according to the method, and adaptive intra for video decoding using the same The purpose is to provide a prediction system.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned above can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 예측 대상 블럭의 해당 예측 모드가 '수평/수직모드' 또는 '비(non) 수평/수직모드' 중 어느 모드에 해당하는지를 기준으로 읽기 순위를 결정하고, 그 결정된 읽기 순위에 따라 해당 영상데이터의 읽기를 수행하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problem, the present invention determines a reading order based on which mode the prediction mode of the block to be predicted corresponds to 'horizontal / vertical mode' or 'non horizontal / vertical mode'. The image data may be read according to the determined reading rank.
더욱 상세하게는, 본 발명은, 적응적 영상데이터 읽기 제어 장치에 있어서, 인트라 예측의 대상이 되는 예측 대상 블럭들에 대하여, 해당 예측 모드가 수평/수직모드 또는 비(Non) 수평/수직모드 중 어느 모드에 해당하는지를 기준으로 '해당 인트라 예측에 필요한 참조 데이터에 대한 읽기 순위'를 결정하기 위한 제어 수단; 상기 참조 데이터에 대한 읽기 어드레스를 생성하기 위한 읽기 어드레스 생성 수단; 및 상기 제어 수단에서 결정된 읽기 순위에 따라, 상기 읽기 어드레스 생성 수단에서 생성된 읽기 어드레스에 해당하는 영상데이터를 읽어들이기 위한 읽기모드 수행 수단을 포함한다.More specifically, the present invention, in the adaptive image data read control device, for the prediction target blocks that are the target of intra prediction, the prediction mode is in the horizontal / vertical mode or non (horizontal / vertical mode) Control means for determining a 'priority of reading of reference data necessary for the intra prediction' based on which mode; Read address generation means for generating a read address for the reference data; And a read mode performing means for reading the image data corresponding to the read address generated by the read address generating means, according to the read rank determined by the control means.
또한, 본 발명은, 적응적 영상데이터 읽기 제어 방법에 있어서, 인트라 예측의 대상이 되는 예측 대상 블럭들에 대하여, 해당 예측 모드가 수평/수직모드 또는 비(Non) 수평/수직모드 중 어느 모드에 해당하는지를 기준으로 '해당 인트라 예측에 필요한 참조 데이터에 대한 읽기 순위'를 결정하는 순위 결정 단계; 상기 참조 데이터에 대한 읽기 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 단계; 및 상기 결정된 읽기 순위에 따라, 상기 생성된 읽기 어드레스에 해당하는 영상데이터를 인트라 예측부로 읽어 들이는 읽기 단계를 포함한다.In addition, according to the present invention, in the adaptive image data read control method, for a prediction target block that is an object of intra prediction, the prediction mode is set to any one of a horizontal / vertical mode and a non-horizontal / vertical mode. A ranking step of determining a 'read rank for reference data required for the intra prediction' based on the corresponding; An address generation step of generating a read address for the reference data; And a reading step of reading image data corresponding to the generated read address into an intra predicting unit according to the determined reading rank.
또한, 본 발명은, 영상 복호를 위한 적응적 인트라 예측 시스템에 있어서, 영상 복호 대상이 되는 영상데이터를 휘도성분과 색도성분으로 분리하여 저장하는 저장 수단; 상기 저장된 영상데이터의 휘도성분 및 색도성분 각각에 대하여 영상 복호를 위한 인트라 예측을 수행하기 위한 인트라 예측 수단; 및 상기 영상데이터를 상기 저장 수단에 쓰거나 상기 저장 수단에 저장된 영상데이터를 상기 인트라 예측 수단으로 읽어 오는 과정(영상데이터 쓰기/읽기) 및 상기 인트라 예측 수행 과정을 제어하되, 예측 대상 블럭들에 대한 예측 모드가 수평/수직모드에 해당하는지에 따라 상기 영상데이터에 대한 읽기를 제어하기 위한 예측 제어 수단을 포함한다.In addition, the present invention provides an adaptive intra prediction system for image decoding, comprising: storage means for separating and storing image data to be decoded into luminance and chroma components; Intra prediction means for performing intra prediction for image decoding on each of the luminance component and the chromaticity component of the stored image data; And controlling the process of writing (reading / reading image data) of the image data stored in the storage means or reading the image data stored in the storage means into the intra prediction means and performing the intra prediction, and predicting the prediction target blocks. And predictive control means for controlling the reading of the image data depending on whether the mode corresponds to the horizontal / vertical mode.
상기와 같은 본 발명은, 고정 방식의 메모리 읽기 방식을 사용하는 기존의 인트라 예측 기술과 달리, 예측 대상 블럭 크기 및 예측 모드의 유형에 따라 적응적으로 읽기 순위(영상데이터 읽기 순위)를 결정함으로써 연산량을 최소화할 수 있고, 이로 인하여 낮은 전력과 낮은 시스템 면적/크기를 가지는 고성능의 인트라 예측 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, unlike the conventional intra prediction technology using a fixed memory read method, the amount of computation by adaptively determining the read rank (image data read rank) according to the prediction block size and the type of prediction mode Can be minimized, and the high performance intra prediction system with low power and low system area / size can be realized.
또한, 본 발명은, 기존의 고정 방식에 비하여 매크로 블럭당 약 37%의 성능 개선 효과를 가지며, 그 개선된 성능으로 인하여 큰 화면인 VGA(640x480)나 D1(720x480)에서도 실시간 동작을 가능하게 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has a performance improvement of about 37% per macroblock compared to the conventional fixed method, and the improved performance enables real-time operation even on a large screen VGA (640x480) or D1 (720x480). It works.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 영상 복호를 위한 적응적 인트라 예측 시스템의 일실 시예 구성도이다.2 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of an adaptive intra prediction system for image decoding according to the present invention.
이하에서는, 본 발명에 따른 인트라 예측을 위한 적응적 영상데이터 읽기 제어 장치(예측 제어부(22)가 읽기에만 관계된 경우) 및 그 방법도 함께 설명하기로 한다.Hereinafter, the adaptive image data read control apparatus for intra prediction according to the present invention (when the
본 발명에 따른 적응적 인트라 예측 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 메모리(20), 인트라 예측부(21), 및 예측 제어부(22)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 2, the adaptive intra prediction system according to the present invention includes a
먼저, 메모리(20)와 인트라 예측부(21)를 설명하기로 한다.First, the
메모리(20)는 외부로부터 입력된 영상데이터를 휘도성분과 색도성분으로 분리하여 저장하는 것이고, 인트라 예측부(21)는 메모리(20)에 저장된 영상데이터의 휘도성분 및 색도성분 각각에 대하여 영상 복호를 위한 인트라 예측(16x16 휘도신호 생성, 4x4 휘도신호 생성, 색도신호 생성)을 수행하는 것이다.The
여기서, 인트라 예측부(21)는 입력 선택기(211), 16x16 휘도신호 생성기(212), 4x4 휘도신호 생성기(213), 색도신호 생성기(214), 및 출력 선택기(215)를 포함하여 이루지며, 각각의 구성 요소의 기능은 다음과 같다.Here, the
입력 선택기(211)는 예측 제어부(22)의 제어에 따라, 메모리(20)에 저장된 영상데이터를 입력받아 16x16 휘도신호 생성기(212), 4x4 휘도신호 생성기(213), 또는 색도신호 생성기(214) 중 어느 하나로 출력한다.The
그러면, 16x16 휘도신호 생성기(212), 4x4 휘도신호 생성기(213), 및 색도신호 생성기(214)는 입력 선택기(211)로부터 각각에 대하여 입력된 데이터 성분에 대하여 각기 개별적으로 인트라 예측을 수행한다.Then, the 16x16
즉, 16x16 휘도신호 생성기(212)는 제어기(FSM)(221)의 제어에 따라, 입력 선택기(211)에서 출력된 16x16 휘도성분(휘도신호)에 대해 기설정된 각종 예측 모드들(도 7 참조) 중 어느 하나의 예측 모드(영상 인코더에서 사용되었던 해당 인트라 예측 모드)를 선택하여 인트라 예측을 수행한다. That is, the 16x16
이와 동시에 4x4 휘도신호 생성기(213)는 제어기(FSM)(221)의 제어에 따라, 입력 선택기(211)에서 출력된 4x4 휘도성분에 대해 기설정된 각종 예측 모드들(도 8 참조) 중 어느 하나의 예측 모드(영상 인코더에서 사용되었던 해당 인트라 예측 모드)를 선택하여 인트라 예측을 수행한다. At the same time, the 4x4
색도신호 생성기(214)는 제어기(FSM)(221)의 제어에 따라, 입력 선택기(211)에서 출력된 색도성분(색도신호)에 대해 기설정된 각종 예측 모드들 중 어느 하나의 예측 모드(영상 인코더에서 사용되었던 해당 인트라 예측 모드)를 선택하여 인트라 예측을 수행한다.The
이후, 출력 선택기(215)는 16x16 휘도신호 생성기(212), 4x4 휘도신호 생성기(213), 및 색도신호 생성기(214)로부터 예측 결과를 입력받은 후, 제어기(FSM)(221)의 제어에 따라 다중화하여 출력한다.Thereafter, the
다음은, 예측 제어부(22)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Next, the
예측 제어부(22)는 영상데이터를 메모리(20)에 쓰거나 메모리(20)에 저장된 영상데이터를 인트라 예측부(21)로 읽어 오는 과정(영상데이터 쓰기/읽기)을 제어하고 또한 인트라 예측부(21)에서의 인트라 예측을 제어하되, 예측 대상 블럭들에 대한 예측 모드가 수평/수직모드 또는 비(non) 수평/수직모드에 해당하는지에 따라 영상데이터 읽기를 제어하는 것을 특징으로 하며, 더욱 상세하게는 제어기(221), 쓰기 어드레스 생성부(222), 읽기 어드레스 생성부(223), 및 쓰기/읽기 모드 수행부(224)를 포함하여 이루어지는데, 각각의 구성요소에 대하여 설명하면, 다음과 같다.The
제어기(221)는 영상데이터 쓰기/읽기 및 인트라 예측 등 인트라 예측 시스템의 전반적인 제어를 수행하되, 특히 예측의 대상이 되는 예측 대상 블럭들에 대하여 해당 예측 모드가 수평/수직모드 또는 비(Non) 수평/수직모드 중 어느 모드에 해당하는지를 기준으로 '해당 인트라 예측에 필요한 참조 데이터에 대한 읽기 순위'를 결정한다. 여기서, 해당 예측 모드가 수평/수직모드 또는 비(Non) 수평/수직모드 중 어느 모드에 해당하는지는 '영상 인코더에서 사용되었던 예측 모드'를 통하여 확인할 수 있다. 이하, 제어기(221)에서의 읽기 순위 결정에 대하여 상세히 살펴보면, 다음과 같다.The
먼저, 예측 대상 블럭이 '휘도성분'에 대한 블럭인 경우에는, 해당 예측 대상 블럭의 크기가 큰 블럭에 대하여 우선 순위를 부여하고, 동일한 크기의 예측 대상 블럭들 간에는 수평/수직모드에 해당하는 블럭에 대하여 우선 순위를 부여한다. 즉, 인트라 예측부(21)에서 16x16 휘도 예측 및 4x4 휘도 예측이 수행되는 경우의 읽기 순위 결정 과정은, 16x16 휘도 예측 모드 블럭에 대해서는 4x4 휘도 예측 모드 블럭보다 우선 순위를 부여하고, 동일한 크기의 휘도 예측 모드 블럭 간에는 수평/수직모드에 해당하는 블럭에 대하여 비(non) 수평/수직모드에 대한 블럭보다 우선 순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.First, when the prediction target block is a block for the 'luminance component', priority is given to a block having a large size of the prediction target block, and blocks corresponding to the horizontal / vertical mode among the prediction target blocks having the same size. Give priority to. That is, the read rank determination process when the 16x16 luminance prediction mode and the 4x4 luminance prediction is performed in the
다음으로, 예측 대상 블럭이 색도성분에 대한 블럭(8x8 색도 예측 모드 블럭)인 경우의 읽기 순위 결정 과정은, 해당 예측 모드가 수평/수직모드에 해당하는 블럭에 대하여 비(Non) 수평/수직모드에 해당하는 블럭보다 우선 순위를 부여하는 것을 특징으로 한다.Next, when the prediction target block is a block for chromatic components (8x8 chroma prediction mode block), the read ranking process may include a non-horizontal / vertical mode for a block whose prediction mode corresponds to a horizontal / vertical mode. It is characterized in that the priority is given to the block corresponding to the.
한편, 쓰기 모드의 경우에는 쓰기 어드레스 생성부(222)가 구동되어, 제어기(221)의 제어에 따라 입력 영상데이터를 메모리(20)에 쓰는데 필요한 쓰기 어드레스를 생성한다. 한편, 읽기 모드의 경우에는 읽기 어드레스 생성부(223)가 구동되어, 제어기(221)의 제어에 따라 '해당 인트라 예측에 필요한 참조 데이터'에 대한 읽기 어드레스를 생성한다.In the write mode, on the other hand, the
읽기 어드레스 생성부(223)는 예측 대상 블럭이 '휘도성분'에 대한 블럭인 경우에는, 16x16 수평/수직모드 어드레스(2231), 16x16 비(non) 수평/수직모드 어드레스(2232), 4x4 수평/수직모드 어드레스(2233), 또는 4x4 비(non) 수평/수직모드 어드레스(2234)로 구분하여 생성하고, 예측 대상 블럭이 '색도성분'에 대한 블럭인 경우에는 8x8 수평/수직모드 어드레스(2235) 또는 8x8 비(non) 수평/수직모드 어드레스(2236)로 구분하여 생성한다.When the block to be predicted is a block for the luminance component, the read address generator 223 may include a 16x16 horizontal /
그러면, 쓰기/읽기 모드 수행부(224)는 쓰기 어드레스 생성부(222) 또는 읽기 어드레스 생성부(223)에서 생성된 어드레스를 이용하여 제어기(221)의 제어에 따라 쓰기/읽기 모드 중 어느 하나를 수행하되, 특히 영상데이터 읽기는 제어기(221)에서 결정된 읽기 순위에 따라 수행한다.Then, the write / read
예를 들어, 휘도성분에 대하여 읽기를 수행하는 경우, 쓰기/읽기 모드 수행 부(224)는 16x16 수평/수직모드 어드레스 → 16x16 비(non) 수평/수직모드 어드레스 → 4x4 수평/수직모드 어드레스 → 4x4 비(non) 수평/수직모드 어드레스의 순서대로 해당 영상데이터의 읽기를 수행하되, 선순위에 대한 읽기가 종료된 후에 다음 순위에 대한 읽기를 시작한다. 그리고 색도성분에 대한 읽기를 수행하는 경우에는 8x8 수평/수직모드 어드레스 → 8x8 비(non) 수평/수직모드 어드레스의 순서대로 해당 영상데이터의 읽기를 수행한다.For example, when performing reading on the luminance component, the write / read
도 3은 본 발명에 따른 인트라 예측을 위한 적응적 영상데이터 읽기 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 휘도신호에 대한 읽기 순위를 결정하는 방법을 타낸다.3 is a flowchart illustrating an adaptive image data read control method for intra prediction according to an exemplary embodiment of the present invention, and illustrates a method of determining a read rank of a luminance signal.
먼저, 영상 복호를 위한 인트라 예측의 대상이 되는 예측 대상 블럭(복호 단위)에 대하여 영상 인코더에서 사용되었던 예측 모드가 16x16 휘도 모드인지를 확인하여(300), 16x16 휘도 모드이면 다시 수평/수직 예측 모드인지를 확인하여(302), 수평/수직 예측 모드에 대해서는 읽기 순위를 제1순위로 하여 해당 수평/수직 어드레스를 생성하고(304), 비(Non) 수평/수직 예측 모드에 대해서는 읽기 순위를 제2순위로 하여 해당 수평/수직 어드레스를 생성한다(306). 여기서, 수직 예측 모드(모드 0)와 수직 예측 모드(모드 1) 간에는 읽기 순위의 우열이 없으며, 어느 것을 먼저 수행해도 상관없다. 또한, 비(Non) 수평/수직 예측 모드에는 DC 예측 모드(모드 2), 플레인 예측 모드(모드 4)가 있으며, 이들 간에도 읽기 순위의 우열이 없다.First, it is checked whether the prediction mode used in the image encoder is the 16x16 luminance mode for the prediction target block (decoding unit) that is the target of intra prediction for image decoding (300). Check the recognition (302), generate the corresponding horizontal / vertical address with the read rank as the first priority for the horizontal / vertical prediction mode (304), and remove the read rank for the non-horizontal / vertical prediction mode (Non). The horizontal / vertical address is generated as the second priority (306). Here, there is no right or lower order of read rank between the vertical prediction mode (mode 0) and the vertical prediction mode (mode 1), which may be performed first. In addition, the non-horizontal / vertical prediction modes include a DC prediction mode (mode 2) and a plane prediction mode (mode 4).
한편, 예측 모드가 4x4 휘도 모드인 경우에도(300), 16x16 휘도 모드인 경우 와 동일하게 다시 수평/수직모드인지를 확인하여(308), 수평/수직모드에 대해서는 읽기 순위를 제3순위로 하여 해당 수평/수직 어드레스를 생성하고(310), 비(Non) 수평/수직모드에 대해서는 읽기 순위를 제4순위로 하여 해당 수평/수직 어드레스를 생성한다(312).On the other hand, even when the prediction mode is the 4x4 luminance mode (300), as in the case of the 16x16 luminance mode, it is again checked whether the horizontal / vertical mode (308), the read rank for the horizontal / vertical mode as the third priority A corresponding horizontal / vertical address is generated (310), and a non-horizontal / vertical mode generates a corresponding horizontal / vertical address with a read rank as a fourth priority (312).
여기서, 수직 예측 모드(모드 0)와 수직 예측 모드(모드 1) 간에는 읽기 순위의 우열이 없으며, 어느 것을 먼저 수행해도 상관없다. 또한, 비(Non) 수평/수직 예측 모드에는 DC 예측 모드(모드 2), 대각선 다운-왼쪽 예측(모드 3), 대각선 다운-오른쪽 예측 모드(모드 4), 수평-왼쪽 예측 모드(모드 5), 수평-다운 예측 모드(모드 6), 수직-오른쪽 예측 모드(모드 7), 및 수평-업 예측 모드(모드 8)가 포함되며, 이들 모드 간에는 읽기 순위의 우열이 없다.Here, there is no right or lower order of read rank between the vertical prediction mode (mode 0) and the vertical prediction mode (mode 1), which may be performed first. Non-horizontal / vertical prediction modes also include DC prediction mode (mode 2), diagonal down-left prediction (mode 3), diagonal down-right prediction mode (mode 4), and horizontal-left prediction mode (mode 5). , A horizontal-down prediction mode (mode 6), a vertical-right prediction mode (mode 7), and a horizontal-up prediction mode (mode 8), and there is no superiority of read rank between these modes.
즉, 4x4 휘도 모드에서는 9가지 동작 모드(예측 모드)가 있는데, 이 중에서 수평/수직 예측 모드에 대해서는 읽기 순위에 있어서 우선권을 부여한다.That is, in the 4x4 luminance mode, there are nine operation modes (prediction mode). Among these, the horizontal / vertical prediction mode is given priority in the read order.
요컨대, 본 발명은, 인트라 예측의 효율성을 높일 수 있도록, (1) 16x16 휘도 모드를 4x4 휘도 모드보다 우선적으로 처리(읽기)하고, (2) 동일한 16x16 휘도 모드 또는 4x4 휘도 모드 내에서는 수평/수직모드를 비(Non) 수평/수직모드보다 우선적으로 처리(읽기)하는 것을 특징으로 한다.In short, the present invention provides (1) processing (reading) 16x16 luminance mode in preference to 4x4 luminance mode so as to increase the efficiency of intra prediction, and (2) horizontal / vertical in the same 16x16 luminance mode or 4x4 luminance mode. It is characterized in that the mode is processed (read) in preference to the non-horizontal / vertical mode.
상기와 같이, 수평/수직 예측 모드에 대하여 우선적으로 읽기를 수행하는 이유는, 'Foreman CIF' 영상으로 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 살펴보면, 수평수직 예측 모드가 전체의 50% 이상을 차지하기 때문에 우선적으로 처리하는 것이다.As described above, the reason why the reading of the horizontal / vertical prediction mode is preferentially performed is that the horizontal-vertical prediction mode occupies more than 50% of the total when the simulation is performed with the 'Foreman CIF' image. To deal with.
이상, 도 3을 통하여 휘도성분에 대한 읽기 순위 결정 방법에 대하여 설명하 였으나, 색도성분에 대해서도 동일한 방식이 적용됨은 물론이다.As described above, the method of determining the reading rank of the luminance component has been described with reference to FIG. 3, but the same method is applied to the chromaticity component.
도 4는 본 발명에 따른 적응적 인트라 예측을 적용하는 경우의 싸이클 이득에 대한 설명도이다4 is an explanatory diagram of a cycle gain when the adaptive intra prediction according to the present invention is applied.
4x4 휘도성분에 대한 메모리 쓰기/읽기를 살펴보면, 종래의 고정 방식을 사용한 경우(400)에서는 총 241 싸이클이 수행되지만, 본 발명을 사용한 경우(410)에는 총 153 싸이클이 수행됨을 알 수 있다. Looking at the memory write / read for the 4x4 luminance component, it can be seen that a total of 241 cycles are performed in the case of using the conventional fixed method (400), but a total of 153 cycles are performed in the case of using the present invention (410).
구체적으로 살펴보면, 4x4 휘도성분의 영상데이터를 메모리(10, 20)에 쓸(Write) 때에는 종래 방식이나 본 발명에서는 33 싸이클이 수행되지만, 이렇게 메모리에 저장된 영상데이터(4x4 휘도성분)을 읽어다가 인트라 예측부(11, 21)에 입력시킬 때에는 종래의 고정 방식을 사용하는 경우에는 약 208 싸이클(401)이 수행되지만, 본 발명에서는 특별히 설정된 읽기 순위에 따라 영상데이터 읽기가 수행되는 바, 약 120 사이클(411)이 수행된다. 이와 같은 이유는 종래기술의 경우 고정 방식이므로, 모든 영상 데이터를 순차적으로 읽어와야 하는 반면에 본 발명의 경우 우선 순위가 높아 이미 읽어 온 데이터들은 제외하고 읽어오기 때문에 4x4의 경우 읽기 싸이클이 줄어들게 된다. 이는 종래기술과 본 발명을 대비하여 살펴볼 때, 평균적으로 보았을 때 약 37%(241 싸이클에서 153 싸이클로 감소)의 개선효과가 있음을 알 수 있다.Specifically, when writing the image data of the 4x4 luminance component to the
도 5는 본 발명에 적용되는 인트라 공간 예측에 대한 샘플의 정의도로서, 4x4 블럭에 대한 인트라 예측을 나타낸다.5 is a definition diagram of a sample for intra spatial prediction applied to the present invention, and shows intra prediction for a 4x4 block.
a ~ p(50)는 4x4 블럭에 포함된 샘플이며, A~Q는 블럭에 이웃하는 샘플들이다. 또한, 샘플 A~Q는 예측을 위해 이미 디코딩되어 있어야 하며, 이것이 참조 데이터로 사용되는 것이다.a to p (50) are samples included in a 4x4 block, and A to Q are samples neighboring the block. Also, samples A to Q must already be decoded for prediction, which is used as reference data.
샘플이 픽쳐(picture)의 바깥쪽이거나 현재 슬라이스의 바깥쪽에 존재하는 경우, 하나의 매크로블럭이 현재의 매크로블럭에 연속적으로 래스터 스캔 순으로 포함되어 있는 경우, 움직임 보상의 블럭(16x16 블럭에서 4x4 블럭까지) 순서대로 현재의 4x4 블럭에 대해서 연관성이 있는 것처럼 보내지는 경우, 인트라 매크로블럭이 아니거나 구속 인트라 예측값(constrained_intra_pred)의 값이 "1"인 경우에는 인트라 예측을 수행하지 않는다. 즉, 위에서 열거한 조건에서는 어떠한 샘플도 A-Q를 고려하지 않는다.If the sample is outside of the picture or outside of the current slice, if one macroblock is included in the current macroblock in successive raster scan order, the block of motion compensation (16x16 to 4x4 blocks) In the case of being sent as if related to the current 4x4 block in order, intra prediction is not performed when the intra macroblock is not or the value of the constraint intra prediction value (constrained_intra_pred) is "1". That is, under the conditions listed above, no sample takes into account A-Q.
만약에 샘플데이터 E~H가 유용하지 않으면(아직 디코딩되지 않았다면), E~H 샘플값은 D의 샘플값으로 대치된다. 또한, 샘플데이터 M~P가 유용하지 않으면(아직 디코딩되지 않았다면) M~P 샘플값은 L의 샘플값으로 대치된다.If the sample data E ~ H are not useful (not decoded yet), the E ~ H sample values are replaced with the sample values of D. Also, if sample data M to P is not useful (if not yet decoded), then the M to P sample values are replaced with L sample values.
도 6은 본 발명에 적용되는 인트라 예측 모드들의 방향에 대한 설명도로서, 4x4 휘도성분들의 예측 모드를 나타낸다. FIG. 6 is an explanatory diagram of directions of intra prediction modes applied to the present invention and shows a prediction mode of 4 × 4 luma components.
즉, 도 6에서의 화살표 방향은, 모드 0(수직 예측), 모드 1(수평 예측), 모드 2(DC), 모드 3(대각선 다운-왼쪽 예측), 모드 4(대각선 다운-오른쪽 예측), 모드 5(수평-왼쪽 예측), 모드 6(수평-다운 예측), 모드7(수평-오른쪽 예측), 모드8(수평-업 예측) 등과 같은 각각의 모드들의 예측 방향을 나타낸다.That is, the arrow directions in FIG. 6 include Mode 0 (vertical prediction), Mode 1 (horizontal prediction), Mode 2 (DC), Mode 3 (diagonal down-left prediction), Mode 4 (diagonal down-right prediction), The prediction directions of the respective modes such as mode 5 (horizontal-left prediction), mode 6 (horizontal-down prediction), mode 7 (horizontal-right prediction), mode 8 (horizontal-up prediction), and the like are shown.
도 7은 본 발명에 적용되는 4x4 휘도 예측 모드에 대한 예측 동작도로서, 4x4 휘도신호 생성기(213)에서 수행되는 인트라 예측 과정을 나타낸다.7 is a diagram illustrating a prediction operation for a 4x4 luminance prediction mode applied to the present invention, and illustrates an intra prediction process performed by the 4x4
휘도신호에 대해서는 도 7에 도시된 바와 같이 모드 0, 모드 1, 모드 2, 모드 3, 모드 4, 모드 5, 모드 6, 모드 7, 및 모드 8과 같이 총 9가지의 인트라 예측을 수행하며, 여기서 모드 2는 DC 예측이다. 이하, 각각의 모드(Mode)에 대하여 설명하기로 한다.As for the luminance signal, a total of nine intra predictions are performed, such as
[[ 모드mode 0] : 수직 예측(Vertical Prediction) 0]: Vertical Prediction
모드 0은 A, B, C, D가 유효할 때, 아래와 같이 수행된다.
- a, e, i, m 은 A로 예측 a, e, i, m are predicted as A
- b, f, j, n 은 B로 예측 b, f, j, n are predicted to be B
- c, g, k, o 는 C로 예측 c, g, k, o are predicted by C
- d, h, l, p 는 D로 예측 d, h, l, p are predicted by D
[[ 모드mode 1] : 수평 예측(Horizontal Prediction) 1]: Horizontal Prediction
모드 1은 I, J, K, L이 유효할 때, 예측은 아래와 같이 수행된다. In
- a, b, c, d 는 I로 예측 a, b, c, d are predicted by I
- e, f, g, h 는 J로 예측 e, f, g, h are predicted by J
- i, j, k, l 은 K로 예측 i, j, k, l are predicted by K
- m, n, o, p 는 L로 예측 m, n, o, p are predicted by L
[[ 모드mode 2] : DC 예측 2]: DC prediction
첫째, 만약에 A, B, C, D, I, J, K, L이 모두 유효하면, 모든 샘플들은 (A+B+C+D+I+J+K+L+4)>>3로 예측되어 진다. 둘째, A, B, C, 및 D가 유효하지 않고, I, J, K, 및 L이 유효하면 (I+J+K+L+2)>>2로 예측되어 진다. 셋째, I, J, K, 및 L이 유효하지 않고, A, B, C, 및 D가 유효하면, 모든 샘플들은 (A+B+C+D+2)>>2로 예측되어 진다. 넷째, 만약에 8개의 샘플이 모두 유효하지 않으면, 4x4 블럭에서 예 측되는 값은 128로 셋팅된다. First, if A, B, C, D, I, J, K, L are all valid, all samples are (A + B + C + D + I + J + K + L + 4) >> 3 It is predicted. Second, if A, B, C, and D are not valid and I, J, K, and L are valid, then (I + J + K + L + 2) >> 2 is expected. Third, if I, J, K, and L are not valid, and A, B, C, and D are valid, all samples are predicted to be (A + B + C + D + 2) >> 2. Fourth, if all eight samples are invalid, the value predicted in the 4x4 block is set to 128.
[[ 모드mode 3] : 대각선 다운-왼쪽 예측(Diagonal 3]: Diagonal down-left prediction Down-LeftDown-left Prediction) Prediction)
이 모드는 A, B, C, D, I, J, K, L, Q 값이 유효할 때, 아래와 같은 방식으로 예측을 수행하는데, 이를 '대각선 예측'이라고 한다.In this mode, when A, B, C, D, I, J, K, L, and Q values are valid, prediction is performed in the following manner. This is called diagonal prediction.
- a is predicted by (A + 2B + C + I + 2J + K + 4) >> 3 -a is predicted by (A + 2B + C + I + 2J + K + 4) >> 3
- b, e are predicted by (B + 2C + D + J + 2K + L + 4) >> 3 -b, e are predicted by (B + 2C + D + J + 2K + L + 4) >> 3
- c, f, i are predicted by (C + 2D + E + K + 2L + M + 4) >> 3 -c, f, i are predicted by (C + 2D + E + K + 2L + M + 4) >> 3
- d, g, j, m are predicted by (D + 2E + F + L + 2M + N + 4) >> 3 -d, g, j, m are predicted by (D + 2E + F + L + 2M + N + 4) >> 3
- h, k, n are predicted by (E + 2F + G + M + 2N + O + 4) >> 3 -h, k, n are predicted by (E + 2F + G + M + 2N + O + 4) >> 3
- l, o are predicted by (F + 2G + H + N + 2O + P + 4) >> 3 -l, o are predicted by (F + 2G + H + N + 2O + P + 4) >> 3
- p is predicted by (G + H + O + P + 2) >> 2 -p is predicted by (G + H + O + P + 2) >> 2
여기서, >>는 오른쪽 쉬프트 연산자를 나타낸다.Where >> represents the right shift operator.
[[ 모드mode 4]: 대각선 다운-오른쪽 예측(Diagonal 4]: Diagonal down-right prediction Down-RightDown-right Prediction) Prediction)
이 모드는 A, B, C, D, I, J, K, L, Q 값이 유효할 때, 아래와 같은 방식의 '대각선 예측'을 수행한다.This mode performs 'diagonal prediction' in the following manner when A, B, C, D, I, J, K, L and Q values are valid.
- m is predicted by (J + 2K + L + 2) >> 2 -m is predicted by (J + 2K + L + 2) >> 2
- i, n are predicted by (I + 2J + K + 2) >> 2 i, n are predicted by (I + 2J + K + 2) >> 2
- e, j, o are predicted by (Q + 2I + J + 2) >> 2 e, j, o are predicted by (Q + 2I + J + 2) >> 2
- a, f, k, p are predicted by (A + 2Q + I + 2) >> 2 -a, f, k, p are predicted by (A + 2Q + I + 2) >> 2
- b, g, l are predicted by (Q + 2A + B + 2) >> 2 -b, g, l are predicted by (Q + 2A + B + 2) >> 2
- c, h are predicted by (A + 2B + C + 2) >> 2 -c, h are predicted by (A + 2B + C + 2) >> 2
- d is predicted by (B + 2C + D + 2) >> 2 -d is predicted by (B + 2C + D + 2) >> 2
[[ 모드mode 5]: 수직-오른쪽 예측(Vertical-Right Prediction) 5]: Vertical-Right Prediction
이 모드는 A, B, C, D, I, J, K, L, Q가 유효할 때 사용하며, 아래와 같이 예측을 수행한다.This mode is used when A, B, C, D, I, J, K, L, and Q are valid, and the prediction is performed as follows.
- a is predicted by (2A + 2B + J + 2K + L + 4) >> 3 -a is predicted by (2A + 2B + J + 2K + L + 4) >> 3
- b, i are predicted by (B + C + 1) >> 1 -b, i are predicted by (B + C + 1) >> 1
- c, j are predicted by (C + D + 1) >> 1 -c, j are predicted by (C + D + 1) >> 1
- d, k are predicted by (D + E + 1) >> 1 -d, k are predicted by (D + E + 1) >> 1
- l is predicted by (E + F + 1) >> 1 -l is predicted by (E + F + 1) >> 1
- e is predicted by (A + 2B + C + K + 2L + M + 4) >> 3 -e is predicted by (A + 2B + C + K + 2L + M + 4) >> 3
- f, m are predicted by (B + 2C + D + 2) >> 2 -f, m are predicted by (B + 2C + D + 2) >> 2
- g, n are predicted by (C + 2D + E + 2) >> 2 -g, n are predicted by (C + 2D + E + 2) >> 2
- h, o are predicted by (D + 2E + F + 2) >> 2 -h, o are predicted by (D + 2E + F + 2) >> 2
- p is predicted by (E + 2F + G + 2) >> 2 -p is predicted by (E + 2F + G + 2) >> 2
[[ 모드mode 6]: 수평-다운 예측(Horizontal-Down Prediction) 6]: Horizontal-Down Prediction
이 모드는 A, B, C, D, I, J, K, L, Q가 유효할 때, 아래와 같은 방식의 '대각선 예측'을 수행한다. This mode performs 'diagonal prediction' in the following manner when A, B, C, D, I, J, K, L, and Q are valid.
- a, g are predicted by (Q + I + 1) >> 1 -a, g are predicted by (Q + I + 1) >> 1
- b, h are predicted by (I + 2Q + A+ 2) >> 2 -b, h are predicted by (I + 2Q + A + 2) >> 2
- c is predicted by (Q + 2A + B+ 2) >> 2 -c is predicted by (Q + 2A + B + 2) >> 2
- d is predicted by (A + 2B + C+ 2) >> 2 -d is predicted by (A + 2B + C + 2) >> 2
- e, k are predicted by (I + J + 1) >> 1 -e, k are predicted by (I + J + 1) >> 1
- f, l are predicted by (Q + 2I + J+ 2) >> 2 -f, l are predicted by (Q + 2I + J + 2) >> 2
- i, o are predicted by (J + K + 1) >> 1 -i, o are predicted by (J + K + 1) >> 1
- j, p are predicted by (I + 2J + K+ 2) >> 2 -j, p are predicted by (I + 2J + K + 2) >> 2
- m is predicted by (K + L + 1) >> 1 -m is predicted by (K + L + 1) >> 1
- n is predicted by (J + 2K + L + 2) >> 2 -n is predicted by (J + 2K + L + 2) >> 2
[[ 모드mode 7]: 수평-왼쪽 예측(Vertical-Left Prediction) 7]: Vertical-Left Prediction
이 모드는 A, B, C, D, I, J, K, L, Q가 슬라이스 안쪽에서 유효할 때, 아래와 같은 방식의 '대각선 예측'을 수행한다. This mode performs 'diagonal prediction' in the following manner when A, B, C, D, I, J, K, L, and Q are valid inside the slice.
- a, j are predicted by (Q + A + 1) >> 1 -a, j are predicted by (Q + A + 1) >> 1
- b, k are predicted by (A + B + 1) >> 1 -b, k are predicted by (A + B + 1) >> 1
- c, l are predicted by (B + C + 1) >> 1 -c, l are predicted by (B + C + 1) >> 1
- d is predicted by (C + D + 1) >> 1 -d is predicted by (C + D + 1) >> 1
- e, n are predicted by (I + 2Q + A + 2) >> 2 e, n are predicted by (I + 2Q + A + 2) >> 2
- f, o are predicted by (Q + 2A + B + 2) >> 2 -f, o are predicted by (Q + 2A + B + 2) >> 2
- g, p are predicted by (A + 2B + C + 2) >> 2 -g, p are predicted by (A + 2B + C + 2) >> 2
- h is predicted by (B + 2C + D + 2) >> 2 -h is predicted by (B + 2C + D + 2) >> 2
- i is predicted by (Q + 2I + J + 2) >> 2 -i is predicted by (Q + 2I + J + 2) >> 2
- m is predicted by (I + 2J + K + 2) >> 2 -m is predicted by (I + 2J + K + 2) >> 2
[[ 모드mode 8]: 수평-업 예측(Horizontal-Up Prediction) 8]: Horizontal-Up Prediction
이 모드는 A, B, C, D, I, J, K, L, Q가 유효할 때 사용하며 아래와 같이 예측을 수행한다. This mode is used when A, B, C, D, I, J, K, L, and Q are valid and performs prediction as follows.
- a is predicted by (B + 2C + D + 2I + 2J + 4) >> 3 -a is predicted by (B + 2C + D + 2I + 2J + 4) >> 3
- b is predicted by (C + 2D + E + I + 2J + K + 4) >> 3 -b is predicted by (C + 2D + E + I + 2J + K + 4) >> 3
- c, e are predicted by (J + K + 1) >> 1 -c, e are predicted by (J + K + 1) >> 1
- d, f are predicted by (J + 2K + L + 2) >> 2 -d, f are predicted by (J + 2K + L + 2) >> 2
- g, i are predicted by (K + L + 1) >> 1 -g, i are predicted by (K + L + 1) >> 1
- h, j are predicted by (K + 2L + M + 2) >> 2 -h, j are predicted by (K + 2L + M + 2) >> 2
- l, n are predicted by (L + 2M + N + 2) >> 2 -l, n are predicted by (L + 2M + N + 2) >> 2
- k, m are predicted by (L + M + 1) >> 1 -k, m are predicted by (L + M + 1) >> 1
- o is predicted by (M + N + 1) >> 1 -o is predicted by (M + N + 1) >> 1
- p is predicted by (M + 2N + O + 2) >> 2 -p is predicted by (M + 2N + O + 2) >> 2
도 8은 본 발명에 적용되는 16x16 휘도 예측 모드에 대한 예측 동작도로서, 16x16 휘도신호 생성기(212)에서 수행되는 인트라 예측 과정을 나타낸다.8 is a diagram illustrating a prediction operation for a 16x16 luminance prediction mode applied to the present invention, and illustrates an intra prediction process performed by the 16x16
16x16 휘도 예측 모드에서는 4x4 휘도 예측 모드(도 7 참조)와 달리, 매크로블럭 전체의 16x16 휘도성분이 한 번의 동작으로 예측될 수 있으며, 이에는 4가지 모드가 있다.In the 16x16 luminance prediction mode, unlike the 4x4 luminance prediction mode (see FIG. 7), the 16x16 luminance component of the entire macroblock may be predicted in one operation, and there are four modes.
16x16 휘도 예측은, 수평으로는 0-15 샘플과 수직적으로 0-15 샘플값을 이용하여 각각의 예측 모드를 수행한다. P(x,y)(또는 Pred(x, y)라 표현할 수도 있음)의 표현 방법은 수평방향으로는 x = 0,...,15로 위치를 표시하고, 수직방향으로는 y = 0,...,15로 위치를 표시한다. P(x,-1), x = 0,...,15에 대한 샘플은 블럭의 이웃하는 윗 블럭을 참조하며, P(-1,y), y = 0,...,15인 경우는 이웃하는 왼쪽 블럭을 참조하여 예측한다. 샘플 P(x, -1) 또는 P(-1,y)는 ①샘플이 픽쳐의 바깥영역이거나 현재의 슬라이스가 아닌 경우, ②샘플이 비(non) 인트라 매크로블럭이고 'contrained_intra_pred'의 값이 “1”인 경우에는 고려하지 않는다16x16 luma prediction performs each prediction mode using 0-15 samples horizontally and 0-15 sample values vertically. P (x, y) (or Pred (x, y)) can be expressed as x = 0, ..., 15 in the horizontal direction, and y = 0, in the vertical direction. Mark the position with ..., 15. The sample for P (x, -1), x = 0, ..., 15 refers to the neighboring upper block of the block, and if P (-1, y), y = 0, ..., 15 Predicts the neighboring left block. The sample P (x, -1) or P (-1, y) can be: ① If the sample is outside the picture or not the current slice, ② the sample is a non-intra macroblock and the value of 'contrained_intra_pred' is “ 1 ”is not considered
[[ 모드mode 0]: 수직 예측(Vertical Prediction) 0]: Vertical Prediction
모드 0은 모든 이웃하는 샘플 P(x, -1)(H)이 유효한 경우로서, 아래의 [수학식 1]에 의하여 인트라 예측값이 구해진다.
[[ 모드mode 1]: 수평 예측(Horizontal Prediction) 1]: Horizontal Prediction
모드 1은 모든 이웃하는 샘플 P(-1,y)(V)가 유효한 경우로서, 아래의 [수학식 2]에 의하여 인트라 예측값이 구해진다.
[[ 모드mode 2]: DC 예측(DC prediction) 2]: DC prediction
모드 2는 모든 이웃하는 샘플들(H, V)이 유효한 경우로서, 아래의 [수학식 3]과 같이 예측값이 구해진다.Mode 2 is a case where all neighboring samples H and V are valid, and a prediction value is obtained as shown in Equation 3 below.
만약, 샘플 P(x, -1)(H)은 유효하지 않고, 이웃 샘플 P(-1, y)(V)는 유효하 면, 모든 휘도 샘플의 예측은 다음의 [수학식 4]와 같이 수행된다.If the sample P (x, -1) (H) is not valid and the neighboring sample P (-1, y) (V) is valid, the prediction of all luminance samples is as shown in [Equation 4]. Is performed.
이와 반대로, 샘플 P(-1, y)는 유효하지 않고, 이웃 샘플 P(x, -1)은 유효하면, 모든 휘도 샘플의 예측은 다음의 [수학식 5]와 같이 수행된다.On the contrary, if the sample P (-1, y) is not valid and the neighboring sample P (x, -1) is valid, the prediction of all luminance samples is performed as shown in
만약, 이웃 샘플 P(x,-1)과 P(-1,y)가 모두 유효하지 않으면, 휘도 샘플들에 대한 예측값은 "128"로 셋팅된다.If both neighbor samples P (x, -1) and P (-1, y) are not valid, the prediction value for the luminance samples is set to " 128 ".
[[ 모드mode 3]: 3]: 플레인Plain 예측(Plane Prediction) Plane Prediction
모드 3은 모든 이웃하는 샘플 P(x, -1) 및 P(-1, y)가 유효하면, 다음의 [수학식 6]과 같이 수행된다.Mode 3 is performed as shown in
여기서, H(위쪽 샘플)와 V(왼쪽 샘플)는 아래의 [수학식 7]과 같이 정의된다.Here, H (top sample) and V (left sample) are defined as shown in Equation 7 below.
이하, 색도신호 생성기(214)에서 수행되는 '색도블럭에 대한 인트라 코딩 예측'에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, 'intra coding prediction for chroma blocks' performed by the
인트라 매크로블럭들에 대한 색도블럭에 대한 처리 방법은, 4개의 예측 모드를 이용하는 인트라 16x16 매크로 블럭의 휘도블럭 처리 방법과 매우 유사하다. 동일한 예측 모드는 2개의 색도블럭에 적용된다. 그러나 그것은 휘도에 적용되었던 것과는 독립적으로 적용된다.The processing method for chromaticity blocks for intra macroblocks is very similar to the luminance block processing method for an intra 16x16 macroblock using four prediction modes. The same prediction mode is applied to the two chroma blocks. But it is applied independently of what was applied to luminance.
8x8 휘도에서는, 수평으로는 샘플 0-7과 수직적으로 샘플 0-7의 값을 이용하여 예측 모드를 수행한다. P(x,y) 표현 방법을 살펴보면, 수평방향으로는 x = 0,...,7로 위치를 표현하고, 수직방향으로는 y = 0,...,7로 위치를 표시한다. P(x,-1), x = 0,...,7에 대한 샘플은 블럭의 이웃하는 윗블럭을 참조하며, P(-1,y), y = 0,...,7인 경우는 이웃하는 왼쪽 블럭을 예측에 참조한다.At 8x8 luminance, the prediction mode is performed by using the values of the samples 0-7 vertically and the samples 0-7 horizontally. Looking at the method of expressing P (x, y), the position is represented by x = 0, ..., 7 in the horizontal direction and the position is represented by y = 0, ..., 7 in the vertical direction. The sample for P (x, -1), x = 0, ..., 7 refers to the neighboring top block of the block, where P (-1, y), y = 0, ..., 7 Refers to the neighboring left block for prediction.
샘플 P(x, -1)이거나 P(-1,y)는 다음의 경우에는 고려하지 않는다. 즉, ① 샘플이 픽쳐의 바깥영역이거나 현재의 슬라이스가 아닌 경우, ② 샘플이 비(non) 인트라 매크로블럭이고 구속 인트라 예측(contrained_intra_pred)의 값이 “1”이며 P(x,y)가 유효하지 않은 경우는 "128" 값으로 셋팅한다. Sample P (x, -1) or P (-1, y) is not considered in the following cases. That is, if (1) the sample is outside the picture or is not the current slice, (2) the sample is a non-intra macroblock, the value of the constrained intra prediction (contrained_intra_pred) is "1", and P (x, y) is invalid. If not, set it to "128".
[[ 모드mode 0]: 수직 예측 0]: vertical prediction
모드 0은 다음의 [수학식 8]에 의하여 예측된다.
[[ 모드mode 1]: 수평예측(Horizontal Prediction) 1]: Horizontal Prediction
모드 1은 다음의 [수학식 9]에 의하여 예측된다.
[[ 모드mode 2]: DC 예측 2]: DC prediction
만약에 모든 샘플들, 즉 P(-1,n)과 P(n,-1)이 유효하면, 아래의 [수학식 10]으로 표현된다.If all samples, ie, P (-1, n) and P (n, -1), are valid, are represented by
만약에 8개 샘플인 P(-1,n)이 유효하지 않다면, 다음의 [수학식 11]에 의하여 예측된다.If eight samples of P (-1, n) are not valid, the following equation (11) is used.
만약에 8개 샘플인 P(n, -1)이 유효하지 않다면, 다음의 [수학식 12]에 의하여 예측된다.If eight samples P (n, -1) are not valid, the following equation (12) is predicted.
만약에 모든 16개의 샘플 값이 유효하지 않다면, 예측 Pred(x,y)값은 모든 샘플 x,y = 0…7에 대해서 128의 값을 가진다. If all 16 sample values are not valid, the predicted Pred (x, y) value is equal to all samples x, y = 0. Has a value of 128 for 7
[[ 모드mode 3]: 3]: 플레인Plain 예측(Plane Prediction) Plane Prediction
플레인 모드인 경우에는 다음의 [수학식 13]과 같이 예측된다.In the plane mode, it is predicted as in Equation 13 below.
여기서, H(위쪽 샘플)와 V(왼쪽 샘플)는 아래의 [수학식 14]와 같다.Here, H (top sample) and V (left sample) are as shown in Equation 14 below.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
도 1은 종래의 고정 방식의 인트라 예측 시스템의 구성도,1 is a block diagram of a conventional fixed prediction system;
도 2는 본 발명에 따른 영상 복호를 위한 적응적 인트라 예측 시스템의 일실시예 구성도,2 is a block diagram of an embodiment of an adaptive intra prediction system for image decoding according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 인트라 예측을 위한 적응적 영상데이터 읽기 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도,3 is a flow chart of an embodiment of an adaptive image data read control method for intra prediction according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 적응적 인트라 예측을 적용하는 경우의 싸이클 이득에 대한 설명도,4 is an explanatory diagram of a cycle gain in the case of applying the adaptive intra prediction according to the present invention;
도 5는 본 발명에 적용되는 인트라 공간 예측에 대한 샘플의 정의도,5 is a definition diagram of a sample for intra spatial prediction applied to the present invention;
도 6은 본 발명에 적용되는 인트라 예측 모드들의 방향에 대한 설명도,6 is an explanatory diagram of directions of intra prediction modes applied to the present invention;
도 7은 본 발명에 적용되는 4x4 휘도 예측 모드에 대한 예측 동작도,7 is a prediction operation diagram for the 4x4 luminance prediction mode applied to the present invention,
도 8은 본 발명에 적용되는 16x16 휘도 예측 모드에 대한 예측 동작도이다. 8 is a diagram illustrating a prediction operation for a 16x16 luminance prediction mode applied to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
20: 메모리 21: 인트라 예측부20: memory 21: intra prediction unit
22: 예측 제어부 221: 제어기22: prediction controller 221: controller
222: 쓰기 어드레스 생성부 223: 읽기 어드레스 생성부222: write address generator 223: read address generator
224: 쓰기/읽기 모드 수행부224: write / read mode execution unit
Claims (18)
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2007
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