KR101211665B1 - 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상의 압축 효율을 높일 수 있는 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 영상의 인트라 예측 부호화 방법은, 인트라 예측에 이용되는 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 단계 및 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 영상 특성에 따라서 인트라 예측된 예측 블록과 실제 블록 사이의 오차값을 줄임으로써 영상의 압축 효율을 높일 수 있다.

Description

영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for intra prediction encoding and decoding of image}
도 1은 H.264 표준안에 따른 16×16 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 2는 H.264 표준안에 따른 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 장치가 적용되는 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 상기 도 3의 본 발명에 따른 인트라 예측부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예의 인트라 예측 부호화 방법에 따른 인트라 예측 부호화 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예의 인트라 예측 부호화 방법에 따른 인트라 예측 부호화 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 영상의 인트라 예측 복호화 장치가 적용되는 영상 복 호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 10은 상기 도 9의 본 발명에 따른 인트라 예측부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 영상의 인트라 예측에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 영상의 압축 효율을 높일 수 있는 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
동영상의 압축에 관한 H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding)에 따르면, 동영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처를 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측(inter prediction) 및 인트라 예측(intra prediction)에서 이용가능한 모든 부호화 모드에서 각각의 매크로 블록을 부호화한 다음, 매크로 블록의 부호화에 소요되는 비트율과 원 매크로 블록과 복호화된 매크로 블록과의 왜곡 정도에 따라 부호화 모드를 하나 정해 매크로 블록을 부호화한다.
인트라 예측은 현재 픽처의 매크로 블록을 부호화하기 위해서 참조 픽처를 참조하는 것이 아니라, 부호화하고자 하는 매크로 블록과 공간적으로 인접한 화소값을 이용하여 부호화하고자 하는 매크로 블록에 대한 예측값을 계산한 후, 이 예측값과 화소값의 차를 부호화한다. 여기서, 인트라 예측에서 사용되는 모드는 크게 4×4 인트라 예측 모드, 8×8 인트라 예측 모드(high profile의 경우), 16×16 인트라 예측 모드로 나뉜다.
도 1은 H.264 표준안에 따른 16×16 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이고, 도 2는 H.264 표준안에 따른 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 16×16 인트라 예측 모드에는 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드, DC(Direct Current) 모드, 플레인(plane) 모드의 총 4개의 모드가 존재한다. 또한, 도 2를 참조하면, 4×4 인트라 예측 모드에는 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드, DC(Direct Current) 모드, 대각선 왼쪽(Diagonal Down-left) 모드, 대각선 오른쪽(Diagonal Down-right) 모드, 수직 오른쪽(Vertical right) 모드, 수직 왼쪽(Vertical left) 모드, 수평 위쪽(Horizontal-up) 모드 및 수평 아래쪽(Horizontal-down) 모드의 총 9개의 모드가 존재한다.
예를 들어, 도 2의 모드 0, 즉 수직 모드에 따라, 4×4 크기의 현재 블록을 예측 부호화하는 동작을 설명한다. 먼저 4×4 크기의 현재 블록의 위쪽에 인접한 픽셀 A 내지 D의 픽셀값을 4×4 현재 블록의 픽셀값으로 예측한다. 즉, 픽셀 A의 값을 4×4 현재 블록의 첫 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로, 픽셀 B의 값을 4×4 현재 블록의 두 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로, 픽셀 C의 값을 4×4 현재 블록의 세 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로, 픽셀 D의 값을 4×4 현재 블록의 네 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로 예측한다. 다음, 상기 픽셀 A 내지 D를 이용하여 예측된 4×4 현재 블록과 원래의 4×4 현재 블록에 포함된 픽셀의 실제값을 감산하여 차이값을 구한 후 그 차이값을 부호화한다.
H.264 표준안에 따른 영상의 부호화시에, 상기 4×4 인트라 예측 모드 및 16×16 인트라 예측 모드의 총 13가지 모드로 현재 매크로 블록을 부호화해 본 다음, 그 중 가장 코스트(cost)가 작은 모드로 인트라 부호화를 수행한다. 구체적으로는, 현재 매크로 블록에 대해서 4가지의 16×16 인트라 예측 모드를 수행하여 코스트가 가장 작은 16×16 인트라 예측 모드를 선택하고, 4×4 서브 블록에 대해서 차례대로 9가지의 4×4 인트라 예측 모드를 수행하여 각각의 서브 블록 별로 코스트가 가장 작은 모드를 선택한다. 그리고, 상기 선택된 16×16 인트라 예측 모드의 코스트와, 각각의 서브 블록들의 코스트를 합한 4×4 인트라 예측 모드의 코스트를 비교하여 최종적으로 코스트가 가장 작은 모드를 선택한다.
그러나, 종래 기술에 따르면 인트라 예측시 참조되는 화소들이 현재 인트라 예측되는 블록의 실제 화소들과 큰 차이를 갖는 경우 잔차값(residual)이 증가되기 때문에 효율적인 예측이 이루어지지 않는다. 즉, 종래 기술에 따르면 현재 인트라 예측되는 블록의 위쪽 및 왼쪽에 인접하여 위치한 화소값을 이용해서만 인트라 예측이 수행될 수 있기 때문에, 부호화 효율을 향상시키기 위해서 개선된 부호화 방법이 요구되어 왔다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인트라 예측에 이용되는 참조 블록 또는 현재 인트라 예측되는 블록을 플립한 다음 인트라 예측을 수행함으로써 압축 효율을 향상시킬 수 있는 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 부호화 방법은, 인트라 예측에 이용되는 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 단계; 및 상기 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 부호화 방법은, 현재 인트라 예측되는 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 현재 인트라 예측되는 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 블록을 형성하는 단계; 상기 플립된 블록에 인접한 참조 블록의 화소들을 이용하여, 상기 플립된 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 부호화 장치는, 인트라 예측에 이용되는 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 플립부; 및 상기 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 부호화 장치는, 현재 인트라 예측되는 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 현재 인트라 예측되는 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 블록을 형성하는 플립부; 상기 플립된 블록에 인접한 참조 블록의 화소들을 이용하여, 상기 플립된 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 방법은, 상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 플립된 참조 블록을 이용하는 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 참조 블록을 이용하는 경우, 인트라 예측 복호화에 이용할 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 기준으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 단계; 및 상기 플립된 참조 블록을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측 복호화를 수행하여 예측 블록을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 방법은, 상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 플립된 현재 블록을 이용한 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 현재 블록을 이용하는 경우, 상기 현재 블록에 인접한 참조 블록으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 형성하는 단계; 상기 비트스트림에 포함된 오차값을 상기 예측 블록에 가산하여 플립된 현재 블록을 형성하는 단계; 및 상기 플립된 현재 블록의 화소들을 상기 플립된 현재 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 복호화된 현재 블록을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 장치는, 상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 플립된 참조 블록을 이용하는 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부; 상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 참조 블록을 이용하는 경우, 인트라 예측 복호화에 이용할 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 기준으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 플립부; 및 상기 플립된 참조 블록을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측 복호화를 수행하여 예측 블록을 형성하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 장치는, 상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 플립된 현재 블록을 이용한 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부; 상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 현재 블록을 이용하는 경우, 상기 현재 블록에 인접한 참조 블록으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 형성하는 인트라 예측 수행부; 상기 비트스트림에 포함된 오차값을 상기 예측 블록에 가산하여 플립된 현재 블록을 형성하는 가산부; 및 상기 플립된 현재 블록의 화소들을 상기 플립된 현재 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 복호화된 현재 블록을 형성하는 플립부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
입력 영상의 특성에 따라서, 종래 기술과 같이 현재 인트라 예측되는 블록의 위쪽 및 왼쪽 블록의 샘플링된 화소값을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 것보다 인트라 예측에 이용되는 참조 블록 또는 현재 인트라 예측되는 블록을 소정 방향으로 플립하여 인트라 예측을 수행함으로써 인트라 예측된 예측 블록과 원래 영상의 블록과의 차이를 줄일 수 있는 경우가 있다. 따라서, 본 발명은 참조 블록 또는 현재 인트라 예측되는 블록을 플립한 다음 인트라 예측을 수행하는 단계를 추가하여 높은 압축 효율로 영상을 압축할 수 있는 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 그 장치를 제공한다. 설명의 편의를 위하여, 종래 H.264 표준안 등에 따른 인트라 예측 모드 과정에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 본 발명에 따라서 인트라 예측에 이용되는 참조 블록 또는 현재 인트라 예측되는 블록을 소정 방향으로 플립하여 인트라 예측하는 과정을 중심으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 장치가 적용되는 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 영상 부호화 장치(300)는 움직임 추정부(302), 움직임 보상부(304), 인트라 예측부(330), 변환부(308), 양자화부(310), 재정렬부(312), 엔트로피 코딩부(314), 역양자화부(316), 역변환부(318), 필터(320), 프레임 메모리(322) 및 제어부(325)를 구비한다. 여기서, 상기 인트라 예측부(330)는 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 장치에 대응된다.
인터 예측을 위해 현재 픽처의 매크로 블록의 예측값을 참조 픽처에서 찾는 것은 움직임 추정부(302)에서 수행된다. 그리고, 움직임 보상부(304)는 1/2 화소 또는 1/4 화소 단위로 참조 블록이 찾아진 경우에는 이들 중간 화소값을 계산하여 참조 블록 데이터 값을 정한다. 이와 같이, 인터 예측은 움직임 추정부(302)와 움직임 보상부(304)에서 수행된다.
인트라 예측부(330)는 현재 픽처의 매크로 블록의 예측치를 현재 픽처내에서 찾는 인트라 예측을 수행한다. 특히, 본 발명에 따른 상기 인트라 예측부(330)는 예측 부호화할 현재 매크로 블록을 입력받아 전술한 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 인트라 16×16 예측 모드 또는 인트라 4×4 예측 모드로 인트라 예측 부호화를 수행하는 한편, 인트라 예측에 이용되는 참조 블록 또는 현재 인트라 예측되는 블록을 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 플립된 블록을 형성하고, 상기 플립된 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행한다.
제어부(325)는 영상 부호화 장치(300)의 각 구성 요소를 제어하는 한편, 인터 예측 또는 인트라 예측된 블록과 원래 블록 사이의 차이를 최소화하는 예측 모드를 결정한다. 구체적으로는 상기 제어부(325)는 인터 예측된 영상 및 인트라 예측된 영상의 코스트를 계산하고, 예측된 영상 중에서 가장 작은 코스트를 갖는 예측 모드를 최종적인 예측 모드로 결정한다. 여기서, 상기 코스트 계산은 여러가지 방법에 의해서 수행될 수 있다. 사용되는 코스트 함수로는 SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference), SSD(Sum of Squared Difference), MAD(Mean of Absolute Difference) 및 라그랑지 함수(Lagrange function) 등이 있다. SAD는 각 4×4 블록 예측 오차(residue) 값의 절대치를 취하여 그 값들을 합한 값이다. SATD는 각 4×4 블록의 예측 오차값에 하다마드 변환(Hadamard transform)을 적용하여 생성된 계수들의 절대치를 취하여 더한 값이다. SSD는 각 4×4 블록 예측 샘플의 예측 오차값을 제곱하여 더한 값이고, MAD는 각 4×4 블록 예측 샘플의 예측 오차값에 절대치를 취하여 평균을 구한 값이다. 라그랑지 함수는 코스트 함수에 비트스트림의 길이 정보를 포함하여 만들어진 새로운 함수이다.
인터 예측 또는 인트라 예측이 수행되어 현재 프레임의 매크로 블록이 참조할 예측 데이터가 찾아졌다면, 이를 현재 픽처의 매크로 블록에서 빼서 변환부(308)에서 변환을 수행한 후에 양자화부(310)에서 양자화를 수행한다. 현재 프레임의 매크로 블록에서 움직임 추정된 참조 블록을 뺀 것을 잔차(residual)라고 한다. 일반적으로 영상의 부호화시의 데이터량을 줄이기 위해서 잔차값을 부호화한 다. 양자화된 잔차값은 엔트로피 코딩부(314)에서 부호화하기 위하여 재정렬부(312)를 거친다.
한편, 인터 예측에 사용될 참조 픽처를 얻기 위하여 양자화된 픽처를 역양자화부(316)와 역변환부(318)를 거쳐 현재 픽처를 복원한다. 이렇게 복원된 현재 픽처는 디블록킹 필터링을 수행하는 필터(320)를 거친 후, 프레임 메모리(322)에 저장되었다가 다음 픽처에 대하여 인터 예측을 수행하는데 사용된다.
도 4는 상기 도 3의 본 발명에 따른 인트라 예측부(330)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 인트라 예측부(330)는 플립부(331) 및 인트라 예측 수행부(332)를 포함한다.
상기 플립부(331)는 매크로 블록 단위로 입력되는 영상 데이터를 입력받고, 인트라 예측에 이용되는 참조 블록, 즉 현재 인트라 예측되는 블록의 위쪽 및 왼쪽에 위치한 블록을 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하거나 또는 현재 인트라 예측되는 블록 자체를 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 플립된 현재 인트라 예측되는 블록을 형성한다.
상기 인트라 예측 수행부(332)는 상기 플립부(331)에서 플립된 참조 블록 또는 플립된 현재 인트라 예측되는 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법은 인트라 예측시 이용되는 참조 블록을 소정 방향으로 플립하고, 플립된 참조 블록을 인트라 예측에 이용하는 것을 특징으로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 단계 510에서, 상기 플립부(331)는 인트라 예측에 이용되는 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성한다. 전술한 바와 같이, 상기 참조 블록은 현재 인트라 예측되는 소정 크기의 블록의 위쪽 또는 왼쪽에 위치한 블록을 의미한다. 일반적인 블록 처리 순서에 의할 때, 현재 인트라 예측되는 블록의 위쪽 및 왼쪽에 위치한 블록은 이전에 부호화되고 복원되었으므로, 영상의 부호화와 복호화 과정에서 예측의 참조 데이터로 사용될 수 있다.
단계 520에서, 상기 인트라 예측 수행부(332)는 상기 플립된 참조 블록을 이용하여 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 예측 방향에 따라서 상기 현재 인트라 예측되는 블록의 크기에 따른 인트라 예측을 수행한다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 인트라 예측 수행부(332)는 현재 인트라 예측되는 블록의 왼쪽 및 위쪽에 인접한 참조 블록의 화소들을 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭시켜서 플립된 참조 블록을 형성하고, 상기 플립된 참조 블록의 화소들을 이용하여 인트라 예측을 수행한다.
또한, 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행한 경우, 상기 인트라 예측 수행부(332)는 플립된 참조 블록의 사용 여부 및 상기 직선의 방향을 포함하는 인트라 예측 모드 정보를 부호화된 영상의 비트스트림의 헤더에 추가할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예의 인트라 예측 부호화 방법에 따른 인트라 예측 부호화 과정의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 6a 및 6b에서, 도면 부호 60은 현재 인트라 예측되는 블록, 도면 부호 61은 상기 현재 인트라 예측되는 블록(60)의 위쪽에 인접한 제 1 참조블록, 도면 부호 61'는 상기 제 1 참조블록(61)의 화소들을 직선 y1을 기준으로 선대칭하여 형성되는 플립된 제 1 참조블록, 도면 부호 62는 상기 현재 인트라 예측되는 블록(60)의 왼쪽에 인접한 제 2 참조블록을 가리킨다.
도 6a를 참조하면, 현재 인트라 예측되는 블록(60)은 그 위쪽에 인접한 제 1 참조블록(61)과 수직 방향의 직선 y1을 기준으로 대칭인 형태를 갖는다. 종래의 인트라 예측 부호화 과정에 의하면 이러한 인접한 블록들 사이의 대칭성을 고려하지 못하고 인트라 예측이 수행되어, 예측된 블록과 실제 블록간의 차이가 증가되므로 효율적인 인트라 예측이 이루어질 수 없다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법은 상기 제 1 참조블록(61) 및 제 2 참조블록(62)의 화소들을 소정 방향의 직선을 기준으로 선대칭하여 플립된 참조블록을 형성한 다음, 상기 플립된 참조블록을 이용한 인트라 예측을 수행하는 과정을 추가함으로써, 블록간의 대칭성을 반영한 효율적인 인트라 예측이 이루어질 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 제 1 참조블록(61)의 중심(C1)을 지나는 수직 방향의 직선 y1을 기준으로 상기 제 1 참조블록(61)의 화소들을 선대칭하여 플립된 제 1 참조블록(61')을 형성한다. 다음, 상기 도 2에 도시된 인트라 예측 모드 중에서 모드 0, 즉 수직 모드로 인트라 예측을 수행한다. 플립된 제 1 참조블록(61')의 화소들 중 상기 현재 인트라 예측되는 블록(60)의 위쪽에 인접한 화소들(R11,R12,R13,R14)을 이용하여 수직 모드로 인트라 예측을 수행하면, 예측 블록과 실제 블록 사이의 차이가 0이 되므로 잔차값을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법은 현재 인트라 예측되는 블록 자체를 소정 방향으로 플립하고, 상기 플립된 현재 인트라 예측되는 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 7을 참조하면, 단계 710에서, 상기 플립부(331)은 현재 인트라 예측되는 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 기준으로, 상기 현재 인트라 예측되는 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 현재 블록을 형성한다.
단계 720에서, 상기 인트라 예측 수행부(332)는 상기 플립된 현재 인트라 예측되는 블록의 위쪽 또는 왼쪽에 인접한 참조 블록을 이용하여 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 인트라 예측 모드에 따라서 인트라 예측을 수행한다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법은, 종래의 인트라 예측 부호화 과정에 추가하여, 현재 인트라 예측되는 블록 자체를 소정 방향으로 플립한 다음 플립된 현재 인트라 예측되는 블록에 대한 인트라 예측을 수행하며, 인트라 예측시의 예측 방향등은 종래와 동일하게 적용될 수 있다.
상기 플립된 현재 인트라 예측되는 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행한 경우, 상기 인트라 예측 수행부(332)는 상기 플립된 블록의 사용 여부 및 상기 직 선의 방향을 포함하는 인트라 예측 모드 정보를 부호화된 영상의 비트스트림의 헤더에 추가한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예의 인트라 예측 부호화 방법에 따른 인트라 예측 부호화 과정의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 8a 및 8b에서, 도면 부호 80은 현재 인트라 예측되는 블록, 도면 부호 80'은 상기 현재 인트라 예측되는 블록(80)의 화소들을 직선 y3을 기준으로 선대칭하여 형성되는 플립된 현재 인트라 예측되는 블록, 도면 부호 81은 상기 현재 인트라 예측되는 블록(80)의 위쪽에 인접한 제 1 참조블록, 도면 부호 82는 상기 현재 인트라 예측되는 블록(80)의 왼쪽에 인접한 제 2 참조블록을 가리킨다.
도 8a를 참조하면, 현재 인트라 예측되는 블록(80)은 그 위쪽에 인접한 제 1 참조블록(81)과 수직 방향의 직선 y3을 기준으로 대칭인 형태를 갖는다. 이러한 경우 전술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법에서는 제 1 참조블록을 플립하였지만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법에서는 현재 인트라 예측되는 블록(80) 자체를 플립한 다음 인트라 예측을 수행한다.
도 8b를 참조하면, 상기 현재 인트라 예측되는 블록(80)의 중심(C3)을 지나는 수직 방향의 직선 y3을 기준으로 상기 현재 인트라 예측되는 블록(80)의 화소들을 선대칭하여 플립된 현재 인트라 예측되는 블록(80')을 형성한다. 다음, 수직 모드로 인트라 예측을 수행한다. 즉, 제 1 참조블록(81)의 화소들 중 상기 플립된 현재 인트라 예측되는 블록(80')의 위쪽에 인접한 화소들(R21,R22,R23,R24)을 이용하여 수직 모드로 인트라 예측을 수행한다.
전술한 설명에 있어서, 4×4 크기의 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 경우를 중심으로 설명하였지만, 본 발명에 따른 인트라 예측 방법은 8×8, 16×16 크기의 블록에 대한 인트라 예측시에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 상기 직선의 방향은 영상의 특성에 따라서, 수직 또는 수평 방향 등 다양한 방향을 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 방법은 도시된 바에 한정되지 않고, 블록간에 완전하게 대칭성을 이루지 않는 경우라도 영상의 특성에 따라서 플립된 영상에 따라서 인트라 예측이 수행되는 경우가 더 좋은 압축 효율을 가지는 경우에도 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 영상의 인트라 예측 복호화 장치가 적용되는 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 9를 참조하면 영상 복호화 장치는 엔트로피 디코더(910), 재정렬부(920), 역양자화부(930), 역변환부(940), 움직임 보상부(950), 인트라 예측부(960) 및 필터(970)를 구비한다. 여기서, 인트라 예측부(960)는 본 발명에 따른 인트라 예측 복호화 장치에 대응된다.
상기 엔트로피 디코더(910) 및 재정렬부(920)는 압축된 비트스트림을 수신하여 엔트로피 복호화를 수행하여 양자화된 계수 X를 생성한다. 상기 역양자화부(930) 및 역변환부(940)는 상기 양자화된 계수 X에 대한 역양자화 및 역변환을 수 행하여 변환 부호화 계수들, 움직임 벡터 정보, 헤더 정보 및 인트라 예측 모드 정보 등을 추출한다. 상기 움직임 보상부(950) 및 인트라 예측부(960)에서는 복호화된 헤더 정보를 사용하여 부호화된 픽처 타입에 따라서 예측 블록을 생성하며, 상기 예측 블록은 오차값을 나타내는 D'n에 더해져서 uF'n이 생성된다. 상기 uF'n는 필터(314)를 거쳐 복원된 픽처 F'n이 생성된다.
특히, 본 발명에 따른 상기 인트라 예측부(960)는 수신된 비트스트림에 포함된 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 참조 블록 또는 인트라 예측된 현재 블록의 예측 블록을 플립하여 영상을 복호화하게 된다.
도 10은 상기 도 9의 본 발명에 따른 인트라 예측부(960)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 상기 인트라 예측부(960)는 인트라 예측 모드 결정부(961), 플립부(962) 및 인트라 예측 수행부(963)을 포함한다.
상기 인트라 예측 모드 결정부(961)는 비트스트림으로부터 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여, 현재 인트라 예측 복호화되는 블록이 상기 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 인트라 예측 부호화 방법에 의한 인트라 예측 모드를 포함한 다양한 인트라 예측 모드 중 어떠한 인트라 예측 모드를 통해 인트라 예측 부호화되었는지를 판단하고, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 여기서, 도 11은 복호화되는 블록이 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측 부호화된 경우, 인트라 예측 복호화하는 과정을 나타낸 것이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 단계 1110에서 상기 인트라 예측 모드 결정부(961)는 수신된 비트스트림으로부터 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 플립된 참조 블록을 이용하는 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다.
단계 1120에서, 상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 참조 블록을 이용하는 경우, 상기 플립부(962)는 인트라 예측 복호화에 이용할 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 기준으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성한다.
단계 1130에서, 상기 인트라 예측 수행부(963)는 상기 플립된 참조 블록을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측 복호화를 수행하여 예측 블록을 형성한다. 상기 인트라 예측 수행부(963)에서 예측된 예측 블록은 비트스트림에 포함된 잔차값과 더해짐으로써 복호화된다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 여기서, 도 12는 복호화되는 현재 블록 자체가 플립되어 인트라 예측 부호화된 경우, 즉 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법에 의하여 부호화된 블록을 인트라 예측 복호화하는 과정을 나타낸 것이다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 단계 1210에서, 상기 인트라 예측 모드 결정부(961)는 수신된 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 플립된 현 재 블록을 이용한 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다.
단계 1220에서, 상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 현재 블록을 이용하는 경우, 상기 인트라 예측 수행부(963)는 이전에 처리된 블록의 데이터, 즉 현재 블록에 인접한 참조 블록으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 형성한다.
단계 1230에서, 상기 비트스트림에 포함된 오차값을 상기 예측 블록에 가산하여 플립된 현재 블록을 형성한다. 여기서, 현재 인트라 예측되는 블록이 플립되어서 인트라 예측을 수행한 경우, 부호화된 비트스트림에는 플립 여부를 나타내는 소정의 정보 및 플립되어 예측된 현재 블록과 실제 현재 블록 사이의 잔차값이 저장된다. 따라서, 상기 단계 1230에서 가산 과정을 거친 블록은 플립된 현재 블록이 된다.
단계 1240에서, 상기 플립부(962)는 상기 플립된 현재 블록의 화소들을 상기 플립된 현재 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 복호화된 현재 블록을 형성한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 영상 특성에 따라서 인트라 예측된 예측 블록과 실제 블록 사이의 오차값을 줄임으로써 영상의 압축 효율을 높일 수 있는 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Claims (19)

  1. 영상의 인트라 예측 부호화 방법에 있어서,
    인트라 예측에 이용되는 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 단계; 및
    상기 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소정 방향의 직선은 수평 또는 수직 방향 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 참조 블록은 현재 인트라 예측되는 블록의 위쪽 또는 왼쪽에 인접한 블록들 중 하나인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행한 경우, 상기 플립된 참조 블록의 사용 여부 및 상기 직선의 방향을 포함하는 인트라 예측 모드 정보를 부호화된 영상의 비트스트림의 헤더에 추가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  5. 영상의 인트라 예측 부호화 방법에 있어서,
    현재 인트라 예측되는 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 현재 인트라 예측되는 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 블록을 형성하는 단계;
    상기 플립된 블록에 인접한 참조 블록의 화소들을 이용하여, 상기 플립된 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 소정 방향의 직선은 수평 또는 수직 방향 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 현재 인트라 예측되는 블록을 플립하여 인트라 예측을 수행한 경우, 상기 플립된 블록의 사용 여부 및 상기 직선의 방향을 포함하는 인트라 예측 모드 정보를 부호화된 영상의 비트스트림의 헤더에 추가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  8. 영상의 인트라 예측 부호화 장치에 있어서,
    인트라 예측에 이용되는 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 플립부; 및
    상기 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 인트라 예측 수행부는,
    상기 플립된 참조 블록을 이용하여 인트라 예측을 수행한 경우, 상기 플립된 참조 블록의 사용 여부 및 상기 직선의 방향을 포함하는 인트라 예측 모드 정보를 부호화된 영상의 비트스트림의 헤더에 추가하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  10. 영상의 인트라 예측 부호화 장치에 있어서,
    현재 인트라 예측되는 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 상기 현재 인트라 예측되는 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 블록을 형성하는 플립부;
    상기 플립된 블록에 인접한 참조 블록의 화소들을 이용하여, 상기 플립된 블 록에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 인트라 예측 수행부는,
    상기 현재 인트라 예측되는 블록을 플립하여 인트라 예측을 수행한 경우, 상기 플립된 블록의 사용 여부 및 상기 직선의 방향을 포함하는 인트라 예측 모드 정보를 부호화된 영상의 비트스트림의 헤더에 추가하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  12. 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 방법에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 플립된 참조 블록을 이용하는 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 참조 블록을 이용하는 경우, 인트라 예측 복호화에 이용할 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 기준으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 단계; 및
    상기 플립된 참조 블록을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측 복호화를 수행하여 예측 블록을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드 정보는, 상기 직선의 방향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
  14. 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 방법에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 플립된 현재 블록을 이용한 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 현재 블록을 이용하는 경우, 상기 현재 블록에 인접한 참조 블록으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 형성하는 단계;
    상기 비트스트림에 포함된 오차값을 상기 예측 블록에 가산하여 플립된 현재 블록을 형성하는 단계; 및
    상기 플립된 현재 블록의 화소들을 상기 플립된 현재 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 복호화된 현재 블록을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드 정보는, 상기 직선의 방향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
  16. 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 장치에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 플립된 참조 블록을 이용하는 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부;
    상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 참조 블록을 이용하는 경우, 인트라 예측 복호화에 이용할 참조 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 기준으로 상기 참조 블록의 화소들을 선대칭하여 플립된 참조 블록을 형성하는 플립부; 및
    상기 플립된 참조 블록을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측 복호화를 수행하여 예측 블록을 형성하는 인트라 예측 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드 정보는, 상기 직선의 방향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
  18. 부호화된 영상 비트스트림을 수신하여 인트라 예측 복호화하는 장치에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 추출하고, 플립된 현재 블록을 이용한 인트라 예측 모드를 포함하는 복수 개의 인트라 예측 모드 중 상기 추출된 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부;
    상기 결정된 인트라 예측 모드가 플립된 현재 블록을 이용하는 경우, 상기 현재 블록에 인접한 참조 블록으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 형성하는 인트라 예측 수행부;
    상기 비트스트림에 포함된 오차값을 상기 예측 블록에 가산하여 플립된 현재 블록을 형성하는 가산부; 및
    상기 플립된 현재 블록의 화소들을 상기 플립된 현재 블록의 중심을 지나는 소정 방향의 직선을 중심으로 선대칭하여 복호화된 현재 블록을 형성하는 플립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
  19. 제 18항에 있어서,상기 인트라 예측 모드 정보는, 상기 직선의 방향에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
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