KR101263090B1 - Methods of encoding and decoding using multi-level prediction and apparatuses for using the same - Google Patents
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Abstract
다단계 예측을 사용하는 인트라 예측 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치가 개시되어 있다. 인트라 영상 부호화를 수행하는 장치는 영상의 현재 블록에 대해 하나 이상의 인트라 예측 모드 후보의 집합인 후보집합(CS: Candidate Set)을 생성하는 인트라 예측 모드 생성부, 인트라 예측 모드 후보 중 최적의 하나를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부, 결정된 부호화기 예측 모드 블록에 기초해 상기 현재 블록을 부호화 하는 부호화부를 포함할 수 있다. 따라서, 영상을 예측함에 있어서 예측의 정확도를 향상시켜 예측 블록을 원본 블록과 가장 유사하게 조정하여 부호화 데이터를 감소시켜 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. An intra prediction method using multi-step prediction and an apparatus using the method are disclosed. An apparatus for performing intra image encoding may determine an optimal one of an intra prediction mode generator and an intra prediction mode candidate to generate a candidate set (CS), which is a set of one or more intra prediction mode candidates for a current block of an image. The intra prediction mode determiner may include an encoder configured to encode the current block based on the determined encoder prediction mode block. Therefore, in predicting an image, it is possible to improve encoding accuracy by reducing the encoded data by adjusting the prediction block to be most similar to the original block by improving the accuracy of prediction.
Description
본 발명은 다단계 예측을 이용한 영상 부/복호화 방법 및 이러한 방법을 사용하는 부/복호화 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 영상을 예측하는 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a video encoding / decoding method using multi-step prediction, and to a decoding / decoding device using such a method, and more particularly, to a method for predicting an image and an apparatus using the method.
H.264/AVC에서 새로 도입한 여러 기법들 중 인트라 예측 방법은 기존의 영상 표준에서는 없었던 기술로써 뛰어난 영상 화질과 높은 압축 효율을 제공한다. 인트라 예측 방법을 통한 높은 압축 효율은 다양한 부호화 블록 크기와 블록 크기에 따른 다양한 부호화 모드에 의해 가능하다. 매크로 블록 단위로 인트라 예측을 수행할 때 H.264/AVC 표준에서는 16
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H.264/AVC 표준에서 제시된 인트라 예측은 화질은 우수하나 계산 과정이 복잡해 처리 효율성이 떨어지므로, 처리 효율성을 개선하여 빠르게 인트라 예측이 가능한 기법들이 소개되었다. 하지만, 처리 효율성을 향상시키기 위해서는 화질의 손실이 발생되고, 화질의 손실을 최대한 막기 위해서는 계산 복잡도가 높아져 처리 효율성의 큰 향상을 가져오기 힘들다. 따라서 H.264/AVC 표준과 유사한 화질 및 압축 효율을 유지하면서 계산 복잡도를 개선할 수 있는 인트라 예측 기법이 요구된다. Intra prediction presented in the H.264 / AVC standard has good image quality but the computational process is complicated to reduce the processing efficiency. Therefore, the techniques for improving the processing efficiency and the fast intra prediction are introduced. However, loss of image quality occurs to improve processing efficiency, and computational complexity increases to prevent loss of image quality as much as possible, thus making it difficult to bring about a significant improvement in processing efficiency. Therefore, there is a need for an intra prediction technique that can improve computational complexity while maintaining image quality and compression efficiency similar to that of the H.264 / AVC standard.
H.264/AVC 표준안에 따른 영상 부호화 방법 및 영상 복호화 방법에 따라 인트라 예측을 이용하여 예측하는 경우, 아래와 같은 몇 가지의 문제점 때문에 영상 예측의 정확도가 저하되어 전체적인 부호화 성능이 감소될 수 있다.In the case of predicting using intra prediction according to the image encoding method and the image decoding method according to the H.264 / AVC standard, the accuracy of the image prediction may be degraded due to some of the following problems, and the overall encoding performance may be reduced.
우선 현재 부호화하고자 하는 현재 블록 주위의 주변 블록에 존재하는 이미 복원된 인접 픽셀 정보를 참조하여 현재 블록의 픽셀을 예측하기 때문에 참조하는 화소의 수가 제한적일 뿐더러, 부호화하고자 하는 현재 블록의 픽셀과, 현재 블록을 예측하기 위해 참조하는 주변 블록의 인접 픽셀은 상당히 멀리 떨어진 경우도 있을 수 있기 때문에 예측의 정확도가 상당히 저하될 수 있다.First, since the pixels of the current block are predicted by referring to the already reconstructed neighboring pixel information existing in the neighboring blocks around the current block to be encoded, the number of pixels to be referred to is limited and the pixels of the current block to be encoded and the current block Since the adjacent pixels of the neighboring blocks referred to to predict V may be far apart, the accuracy of the prediction may be significantly degraded.
또한, 현재 블록 주위의 주변 블록에 있는 이미 복원된 인접 픽셀 정보를 방향에 따라 방향을 조금씩 바꾼 후 단순 복사하여 예측 블록 내부의 화소들을 생성시키거나, 화소들의 평균값을 예측블록 전체의 화소에 모두 적용하는 방법 등 제한된 방법을 사용하기 때문에 자연 영상을 부호화 수행시에 자연 영상이 갖고 있는 다양한 패턴에 대한 정교한 예측을 하기에는 다양성이 부족한 문제점도 가지고 있다.Also, the pixels in the prediction block are generated by simply copying the reconstructed neighboring pixel information in the neighboring block around the current block according to the direction and then simply copying them, or applying the average value of the pixels to all pixels of the prediction block. Due to the use of a limited method, such as a method of encoding a natural image, there is a problem in that the diversity is insufficient to accurately predict the various patterns of the natural image when encoding the natural image.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 인트라 예측 방법의 정확도를 향상시키기 위한 다단계 예측을 사용하는 영상 부호화 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, a first object of the present invention is to provide an image encoding method using multi-step prediction for improving the accuracy of the intra prediction method.
또한, 본 발명의 제2 목적은 인트라 예측 방법의 정확도를 향상시키기 위한 다단계 예측을 사용하는 영상 복호화 방법을 제공하는 것이다. In addition, a second object of the present invention is to provide an image decoding method using multi-step prediction for improving the accuracy of the intra prediction method.
또한, 본 발명의 제3 목적은 인트라 예측 방법의 정확도를 향상시키기 위한 다단계 예측을 사용하는 영상 부호화 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide an apparatus for performing an image encoding method using multi-step prediction for improving the accuracy of an intra prediction method.
또한, 본 발명의 제4 목적은 인트라 예측 방법의 정확도를 향상시키기 위한 다단계 예측을 사용하는 영상 복호화 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.A fourth object of the present invention is to provide an apparatus for performing an image decoding method using multi-step prediction for improving the accuracy of an intra prediction method.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법은 제1 인트라 예측을 기초로 제1 예측 블록을 생성하는 단계와 상기 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 실시하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법은 제 N(여기서, N은 자연수) 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 인트라 예측을 기초로 제1 예측 블록을 생성하는 단계는 상기 제1 예측 블록의 주변에 위치한 블록의 화소값을 기초로 상기 제1 예측 블록에 포함되는 픽셀값을 예측하여 상기 제1 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 실시하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계는 상기 제2 인트라 예측은 상기 제1 예측 블록의 픽셀값을 기초로 필터를 사용하여 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 필터는 상기 필터를 상기 제1 예측 블록에 적용한 상기 제1 인트라 예측 방법에 따라 적응적으로 상기 제1 예측 블록에 포함된 일부의 픽셀에만 적용하여 상기 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 필터는 위너 필터(Wiener)필터로 원본 블록과 제2 예측 블록의 오차를 최소화하도록 상기 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of encoding an image using a plurality of intra prediction steps, the method comprising: generating a first prediction block based on first intra prediction and generating the first prediction block; And performing a second intra prediction based on the block to generate a second prediction block. The image encoding method using the plurality of intra prediction steps may further include generating an N + 1 prediction block by performing N + 1 intra prediction based on an N (where N is a natural number) prediction block. have. The generating of the first prediction block based on the first intra prediction may include predicting a pixel value included in the first prediction block based on pixel values of blocks located around the first prediction block. You can create a block. Generating a second prediction block by performing a second intra prediction based on the first prediction block may include generating the second prediction block by using a filter based on pixel values of the first prediction block. Can be generated. The filter may generate the second prediction block by adaptively applying only a part of pixels included in the first prediction block according to the first intra prediction method in which the filter is applied to the first prediction block. The filter may generate the second prediction block as a Wiener filter to minimize the error between the original block and the second prediction block.
또한 상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법은 제1 인트라 예측 정보를 기초로 제1 인트라 예측을 수행하여 제1 예측 블록을 생성하는 단계와 상기 제1 예측 블록 및 제2 인트라 예측 정보를 기초로 제2 인트라 예측을 수행하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법은 제N(여기서, N은 자연수) 인트라 예측 정보 및 제 N 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 인트라 예측 정보를 기초로 제1 인트라 예측을 수행하여 제1 예측 블록을 생성하는 단계는 상기 제1 예측 블록의 주변에 위치한 블록의 화소값을 기초로 상기 제1 예측 블록에 포함되는 픽셀값을 예측하여 상기 제1 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 제1 예측 블록 및 제2 인트라 예측 정보를 기초로 제2 인트라 예측을 수행하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계는 상기 제1 예측 블록의 픽셀값을 기초로 필터를 사용하여 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 필터는 상기 필터를 상기 제1 예측 블록에 적용한 상기 제1 인트라 예측 방법에 따라 적응적으로 상기 제1 예측 블록에 포함된 일부의 픽셀에만 적용하여 상기 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 필터는 위너 필터(Wiener)필터로 원본 블록과 제2 예측 블록의 오차를 최소화하도록 상기 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. In addition, the image decoding method using a plurality of intra prediction steps according to an aspect of the present invention for achieving the second object of the present invention described above performs a first intra prediction based on the first intra prediction information to perform a first prediction block. And generating a second prediction block by performing a second intra prediction based on the first prediction block and the second intra prediction information. In the image decoding method using the plurality of intra prediction steps, an N + 1 intra prediction block is generated by performing N + 1 intra prediction based on N (where N is a natural number) intra prediction information and an N th prediction block. It may further comprise a step. Generating a first prediction block by performing a first intra prediction based on the first intra prediction information may include a pixel included in the first prediction block based on pixel values of a block located around the first prediction block. The first prediction block may be generated by predicting a value. Generating a second prediction block by performing a second intra prediction based on the first prediction block and the second intra prediction information may include generating a second prediction block using a filter based on pixel values of the first prediction block. Can be generated. The filter may generate the second prediction block by adaptively applying only a part of pixels included in the first prediction block according to the first intra prediction method in which the filter is applied to the first prediction block. The filter may generate the second prediction block as a Wiener filter to minimize the error between the original block and the second prediction block.
또한 상술한 본 발명의 제3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 장치는 상기 영상 부호화 장치는 인트라 예측을 수행하는 화면 내 예측부를 포함하고 상기 화면 내 예측부는 복수의 인트라 예측 단계를 기초로 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 모드 생성부와 상기 인트라 예측 모드 생성부에서 생성된 복수의 인트라 예측 모드 중 예측 블록을 생성하기 위한 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 결정부를 포함할 수 있다. 상기 화면 내 예측부는 상기 인트라 예측 모드 결정부에서 생성된 인트라 예측 모드 정보를 기초로 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 생성부는 인트라 예측을 수행하는 복수개의 인트라 예측 생성부를 포함하는 다단계 인트라 예측 생성부, 상기 다단계 인트라 예측 생성부에서 예측 블록을 생성하기 위해 사용된 인트라 예측에 관련된 정보를 전달받아 복수의 인트라 예측 모드 정보를 생성하는 모드 정보 생성부와 상기 모드 정보 생성부에서 생성된 상기 복수의 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 인트라 예측을 수행하기 위한 적어도 하나의 인트라 예측 모드 후보 집합을 생성하는 인트라 예측 모드 후보 생성부를 포함할 수 있다. 상기 다단계 인트라 예측 생성부는 제1 인트라 예측을 기초로 제1 예측 블록을 생성하는 제1 인트라 예측 생성부와 상기 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 실시하여 제2 예측 블록을 생성하는 제2 인트라 예측 생성부를 포함하되, 상기 제1 인트라 예측 생성부 및 상기 제2 인트라 예측 생성부 중 적어도 하나는 필터를 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. In addition, the image encoding apparatus using a plurality of intra prediction steps according to an aspect of the present invention for achieving the third object of the present invention, the image encoding apparatus includes an intra prediction unit for performing intra prediction and the intra screen The prediction unit determines an intra prediction mode generator for performing intra prediction of blocks based on a plurality of intra prediction steps and an intra prediction mode for generating a prediction block among a plurality of intra prediction modes generated by the intra prediction mode generator. It may include an intra prediction mode determiner. The intra prediction unit may further include a prediction block generation unit generating a prediction block based on intra prediction mode information generated by the intra prediction mode determiner. The intra prediction mode generator includes a multi-step intra prediction generator including a plurality of intra prediction generators that perform intra prediction, and receives information related to intra prediction used to generate a prediction block in the multi-step intra prediction generator. An intra prediction mode for generating at least one intra prediction mode candidate set for performing intra prediction based on a mode information generator for generating intra prediction mode information and the plurality of intra prediction mode information generated in the mode information generator; It may include a candidate generator. The multi-step intra prediction generator generates a first prediction block by generating a first prediction block based on a first intra prediction and a second intra prediction based on the first prediction block. A second intra prediction generator may be included, and at least one of the first intra prediction generator and the second intra prediction generator may generate a prediction block using a filter.
또한 상술한 본 발명의 제4 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 장치는 부호화부에서 제공된 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 인트라 예측을 수행하는 복수개의 인트라 예측 생성부를 포함하는 다단계 인트라 예측 생성부를 포함하는 화면 내 예측부와 상기 다단계 인트라 예측 생성부에 의해 수행된 인트라 예측을 기초로 인트라 예측 블록을 생성하는 인트라 예측 블록 생성부를 포함할 수 있다. 상기 화면 내 예측부는 제1 인트라 예측 정보를 기초로 제1 인트라 예측을 수행하여 제1 예측 블록을 생성하는 제1 인트라 예측 생성부, 상기 제1 예측 블록 및 제2 인트라 예측 정보를 기초로 제2 인트라 예측을 수행하여 제2 예측 블록을 생성하는 제2 인트라 예측 생성부와 제N(여기서, N은 자연수) 인트라 예측 정보 및 제 N 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록을 생성하는 제 N 인트라 예측 생성부를 포함할 수 있다. 상기 제1 인트라 예측 생성부는 상기 제1 예측 블록의 주변에 위치한 블록의 화소값을 기초로 상기 제1 예측 블록에 포함되는 픽셀값을 예측하여 상기 제1 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 제2 인트라 예측 생성부는 상기 제1 인트라 예측부를 기초로 산출된 상기 제1 예측 블록의 픽셀값을 기초로 필터를 사용하여 제2 예측 블록을 생성할 수 있다.In addition, the image decoding apparatus using a plurality of intra prediction steps according to an aspect of the present invention for achieving the fourth object of the present invention, a plurality of intra for performing intra prediction based on the intra prediction mode information provided by the encoder An intra prediction block generation unit including a multi-step intra prediction generation unit including a prediction generation unit and an intra prediction block generation unit generating an intra prediction block based on the intra prediction performed by the multi-step intra prediction generation unit. The intra prediction unit may include a first intra prediction generator configured to perform a first intra prediction based on first intra prediction information to generate a first prediction block, a second based on the first prediction block and the second intra prediction information. A second intra prediction generator that performs intra prediction to generate a second prediction block, and an N + 1 intra prediction by performing N + 1 intra prediction on the basis of the Nth (where N is a natural number) intra prediction information and the Nth prediction block It may include an N-th intra prediction generator for generating a +1 prediction block. The first intra prediction generator may generate the first prediction block by predicting pixel values included in the first prediction block based on pixel values of blocks located around the first prediction block. The second intra prediction generator may generate a second prediction block using a filter based on pixel values of the first prediction block calculated based on the first intra prediction unit.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치에 따르면, 기존의 인트라 예측 방법과 달리 복수의 단계로 인트라 예측을 수행하여 예측의 정확도를 향상시킨다.As described above, according to the image prediction method using the multi-step prediction according to the embodiment of the present invention and the apparatus using the method, unlike the conventional intra prediction method, the prediction accuracy is improved by performing the intra prediction in a plurality of steps. .
따라서, 영상을 예측함에 있어서 예측의 정확도를 향상시켜 예측 블록을 원본 블록과 가장 유사하게 생성해 부호화 데이터를 감소시킬 수 있어 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. Therefore, in predicting an image, the prediction accuracy may be improved to generate the prediction block most similar to the original block, thereby reducing the encoded data, thereby improving the encoding efficiency.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 예측 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 예측 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 예측된 픽셀에 위너 필터를 적용하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터의 적용방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법을 사용하는 화면 내 예측부를 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인트라 예측 모드 생성부를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법에 따른 복호화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법을 사용하는 복호화부를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an image prediction method according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an image prediction method according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating applying a Wiener filter to a predicted pixel according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a method of applying a filter according to another exemplary embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction unit using an image prediction method using multi-step prediction according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction mode generator according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a decoding method according to an image prediction method using multi-step prediction, according to another embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram illustrating a decoder using an image prediction method using multi-step prediction according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 예측 방법을 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating an image prediction method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 원본블록(100)에 제1 인트라 예측을 수행하여 제1 예측블록(110)을 산출한다. 제1 인트라 예측 방법은 기존의 H.264/AVC 표준에서 개시된 인트라 예측 방법을 사용하거나 이외에도 다른 인트라 예측 방법을 사용하여 제1 예측블록(110)을 산출할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
생성된 제1 예측블록(110)에 필터를 적용하여 필터링된 제2 예측블록(120)을 생성할 수 있다. 제2 예측블록(120)을 생성하기 위해 사용되는 필터는 위너 필터와 같이 주변 픽셀의 값에 적응적으로 계수값이 변화하는 필터이거나, 고정된 값을 이용해 필터링을 수행하는 고정 계수 필터일 수도 있다.
The filtered
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 예측 방법을 나타낸 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating an image prediction method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 제1 인트라 예측을 수행하여 제1 예측 블록을 생성한다(단계 S200).Referring to FIG. 2, the first intra prediction is performed to generate a first prediction block (step S200).
제 1인트라 예측은 제1 예측 블록의 주변(예를 들어, 좌측블록, 좌측 상단 블록, 상단 블록, 상단 우측 블록 등)에 위치한 블록의 화소값을 기초로 상기 제1 예측 블록에 포함되는 픽셀값을 예측하여 상기 제1 예측 블록을 생성할 수 있다. The first intra prediction includes pixel values included in the first prediction block based on pixel values of blocks located around the first prediction block (eg, left block, top left block, top block, top right block, etc.). By predicting the first prediction block may be generated.
제1 인트라 예측은 예측 모드를 이용한 인트라 예측은 기존의 H.264/AVC 표준문서에 개시된 인트라 예측 방법이 사용될 수 있다.Intra prediction using the prediction mode for the first intra prediction may use the intra prediction method disclosed in the existing H.264 / AVC standard document.
예를 들어, 기존의 H.264/AVC의 표준문서에서 인트라 예측 방법으로 사용된 16
본 발명의 일실시예에 따르면, 위의 모드들은 하나의 실시예로써 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 예측블록의 주변의 화소값 또는 미리 디코딩된 주변 화소값들로부터 예측 블록의 화소값을 예측할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the above modes, as an embodiment, may predict the pixel value of the prediction block from the pixel values of the surroundings of the prediction block or the previously decoded neighboring pixel values, which are not out of the nature of the present invention. have.
이하, 본 발명의 실시예에서는 이러한 1차 인트라 예측 단계를 통해 생성된 예측 블록을 제1 예측 블록이라고 한다. Hereinafter, in the embodiment of the present invention, the prediction block generated through the first intra prediction step is called a first prediction block.
제2 인트라 예측을 수행하여 제2 예측 블록을 생성한다(단계 S210).The second intra prediction is performed to generate a second prediction block (step S210).
제1 인트라 예측을 통해 생성된 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 수행할 수 있다. The second intra prediction may be performed based on the first prediction block generated through the first intra prediction.
제2 인트라 예측은 필터를 사용하여 제1 예측 블록을 기초로 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. The second intra prediction may generate a second prediction block based on the first prediction block using a filter.
이하, 본 발명의 일실시예에서는 설명의 편의상 제2 예측 블록을 생성하기 위한 필터로 위너 필터(Wiener Filter)를 사용하는 방법만을 개시하나, 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 위너 필터가 아닌 다른 필터를 사용하여 제2 예측 블록을 생성하는 것도 가능할 뿐만 아니라 위너 필터의 사이즈 및 모양도 다양하게 적용될 수 있다. Hereinafter, an embodiment of the present invention discloses only a method of using a Wiener filter as a filter for generating a second prediction block for convenience of description, but other than the Wiener filter unless it is out of the nature of the present invention. It is not only possible to generate the second prediction block using the filter, but also various sizes and shapes of the Wiener filter may be applied.
또한, 본 발명의 일실시예에서는 설명의 편의상 제1 인트라 예측 방법으로 H.264/AVC 표준에 기초한 주변의 복호화된 픽셀을 이용한 복수의 모드를 이용한 인트라 예측 방법을, 제2 인트라 예측 방법으로 필터를 이용한 인트라 예측 방법을 개시하지만, 제1 인트라 예측 방법과 제2 인트라 예측 방법에 기재된 숫자는 순차적인 인트라 예측 방법을 나타내는 것이 아니므로, 필터를 이용한 예측 방법을 제1 인트라 예측 방법으로 H.264/AVC 표준에 기초한 주변의 복호화된 픽셀을 이용한 복수의 모드를 이용한 인트라 예측 방법을 제2 인트라 예측 방법으로 사용할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, for convenience of description, an intra prediction method using a plurality of modes using neighboring decoded pixels based on the H.264 / AVC standard is used as a first intra prediction method. Although an intra prediction method is disclosed, the numbers described in the first intra prediction method and the second intra prediction method do not represent a sequential intra prediction method. Therefore, the prediction method using the filter is referred to as H.264 as the first intra prediction method. An intra prediction method using a plurality of modes using surrounding decoded pixels based on the / AVC standard may be used as the second intra prediction method.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 예측된 픽셀에 위너 필터를 적용하는 것을 나타낸 개념도이다. 3 is a conceptual diagram illustrating applying a Wiener filter to a predicted pixel according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제1 예측 블록에 포함된 픽셀인 제2 예측 픽셀(300)은 위너 필터(310)를 통해 새로운 픽셀 값으로 예측 될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
본 발명의 일실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법에서는 원본 블록과 제2 예측 블록의 오차가 가장 적도록 만드는 위너 필터의 계수를 산출하여 위너 필터에 적용할 수 있다. In the image prediction method using the multi-step prediction according to an embodiment of the present invention, coefficients of the Wiener filter for minimizing the error between the original block and the second prediction block may be calculated and applied to the Wiener filter.
아래의 수학식 1은 제1 예측 블록에 위너 필터(310)를 적용하여 새롭게 예측된 제2 예측 블록을 나타낸 것이다. Equation 1 below shows a newly predicted second prediction block by applying the
위의 수학식 1에서 
수학식 1에서 알 수 있듯이, 제2 예측 블록은 제1 예측 블록에 위너 필터를 컨볼루션한 값으로 생성된다. As can be seen from Equation 1, the second prediction block is generated as a value convolution of the Wiener filter to the first prediction block.
아래의 수학식 2는 원본 블록과 제2 예측 블록의 오차를 최소화하기 위한 위너 필터의 계수를 구하는 과정을 나타낸 것이다. Equation 2 below shows a process of obtaining coefficients of a Wiener filter for minimizing an error between an original block and a second prediction block.
원본 블록과 제2 예측 블록의 오차를 최소화하기 위한 위너 필터의 계수는 위의 수학식 2를 통해 산출될 수 있다. The coefficient of the Wiener filter for minimizing the error between the original block and the second prediction block may be calculated through Equation 2 above.
수학식 2의 하단의 식의 부분은 간단하게 아래의 수학식 3으로 표현될 수 있다. The portion of the equation at the bottom of Equation 2 may be simply expressed by Equation 3 below.
위의 수학식 3에서 
위의 수학식 3을 기초로 수학식 2를 정리하면 아래의 수학식 4로 정리될 수 있다. If Equation 2 is arranged based on Equation 3 above, Equation 4 may be arranged below.
위의 수학식 4를 참조하면, 위너 필터의 계수값은 하단의 
산출된 필터의 계수값을 기초로 제2 예측 블록을 산출할 수 있다. 필터의 계수값은 매크로 블록마다 생성되거나, 슬라이스 단위로 생성될 수 있다.The second prediction block may be calculated based on the calculated coefficient value of the filter. The coefficient value of the filter may be generated for each macro block or in a slice unit.
전술한 단계 S200 및 단계 S210의 단계는 확장되어 추가의 N(여기서, N은 자연수)회의 인트라 예측을 추가적으로 수행할 수 있다. 즉, 제 N(여기서, N은 자연수) 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록이 생성될 수 있다.Steps S200 and S210 described above may be extended to additionally perform additional N (where N is a natural number) intra predictions. That is, the N + 1th prediction block may be generated by performing N + 1th intra prediction based on the Nth (where N is a natural number) prediction block.
본 발명의 실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법은 복수의 인트라 예측 단계를 통해 현재 블록의 픽셀값을 예측할 수 있다. The image prediction method using multi-step prediction according to an embodiment of the present invention may predict the pixel value of the current block through a plurality of intra prediction steps.
예를 들어, 위너 필터와 같이 필터 계수의 값이 적응적으로 달라지는 필터가 아닌 고정된 필터값을 가지는 로우 패스 필터나 하이 패스 필터를 이용해 현재 블록의 픽셀값을 추가적으로 예측할 수 있다.
For example, the pixel value of the current block may be further predicted by using a low pass filter or a high pass filter having a fixed filter value rather than a filter in which the value of the filter coefficient is adaptively changed, such as a Wiener filter.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터의 적용방법을 나타낸 개념도이다. 4 is a conceptual diagram illustrating a method of applying a filter according to another exemplary embodiment of the present invention.
제1 인트라 예측에서 사용된 예측 모드에 따라 위너 필터를 적용하는 부분이 달라질 수 있다. The part of applying the Wiener filter may vary according to the prediction mode used in the first intra prediction.
도 4를 참조하면, 좌측의 블록부터 우측으로 순서대로 제1 인트라 예측 방법으로 각각 수식 방향 예측, 수평 방향 예측, 평균값 예측, 평면 예측을 적용한 수직 방향 예측 적용 블록(400), 수평 방향 예측 적용 블록(410), 평균값 예측 적용 블록(420), 평면 예측 적용 블록(430)을 나타낸다. Referring to FIG. 4, the vertical direction
각각의 예측 방법에 따라 블록 내에서 오차의 값이 커지는 위치가 달라질 수 있다. According to each prediction method, a position where an error value increases in a block may vary.
예를 들어 수직 방향 예측의 경우, 예측 대상 블록의 상단에 위치한 픽셀값으로부터 예측 대상 블록의 픽셀값을 예측하기 때문에 블록의 하단에 포함된 블록일수록 원본 블록과 예측된 블록 사이의 오차의 크기가 커지게 된다. For example, in the case of vertical prediction, since the pixel value of the target block is predicted from the pixel value located at the top of the block to be predicted, the block included at the bottom of the block has a larger amount of error between the original block and the predicted block. You lose.
따라서, 제1 예측 블록에 포함되는 모든 픽셀에 위너 필터를 적용하는 것이아니라 제1 예측 블록 중 일부에 위치한 픽셀에 위너 필터를 적용함으로써 인트라 예측을 수행함에 있어 계산 복잡도를 줄일 수 있다. 즉, 제1 예측 블록에 적용한 제1 인트라 예측 방법에 따라 적응적으로 상기 제1 예측 블록에 포함된 일부의 픽셀에만 적용하여 상기 제2 예측 블록을 생성할 수 있다.
Therefore, rather than applying the Wiener filter to all the pixels included in the first prediction block, the computational complexity may be reduced in performing the intra prediction by applying the Wiener filter to the pixels located in some of the first prediction blocks. That is, the second prediction block may be generated by adaptively applying only some pixels included in the first prediction block according to the first intra prediction method applied to the first prediction block.
도 4를 참조하면, 수직 방향 예측 블록(400)의 경우, 블록의 하단에 포함된 픽셀에만 위너 필터를 적용하고, 수평 방향 예측 블록(410)의 경우, 블록의 우측에 포함된 픽셀에만 위너 필터를 적용할 수 있다. 마찬가지로 평균값 예측(420) 또는 평면 예측(430)의 경우, 우측 하단에 위치한 픽셀일수록 에러가 커지므로 우측 하단부에만 위너 필터를 적용할 수 있다.
Referring to FIG. 4, in the
위의 도 2에서 개시한 제1 인트라 예측 방법을 사용하여 제1 예측 블록을 생성하고(단계 S200) 생성된 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 실시하여 제2 예측 블록을 생성하는 것(단계 S210) 및 제2 예측 보다 더 큰 단계를 가진 인트라 예측 단계를 수행하는 제 N(여기서, N은 자연수) 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록을 생성하는 것은 복호화부에서 동일하게 수행될 수 있다. Generating a first prediction block using the first intra prediction method disclosed in FIG. 2 above (step S200), and generating a second prediction block by performing a second intra prediction based on the generated first prediction block. N + 1 intra prediction is performed by performing N + 1 intra prediction based on the Nth (where N is a natural number) prediction block that performs an intra prediction step having a step larger than step S210 and the second prediction. Generating may be performed in the same way in the decoder.
즉, 부호화부는 제공된 제1 인트라 예측 방법을 수행하는데 선택된 인트라 예측과 관련된 정보인 제1 인트라 예측 정보, 제2 인트라 예측 방법을 수행하는데 선택된 예측과 관련된 정보인 제2 인트라 예측 정보 및 제N 인트라 예측 방법을 수행하는데 선택된 예측과 관련된 정보인 제N 인트라 예측 정보를 복호화부에 전송할 수 있다. That is, the encoder may include first intra prediction information which is information related to the intra prediction selected to perform the provided first intra prediction method, second intra prediction information which is information related to the prediction selected to perform the second intra prediction method, and Nth intra prediction. N-th intra prediction information, which is information related to the prediction selected to perform the method, may be transmitted to the decoder.
복호화부에서는 부호화부에서 제공받는 제1 인트라 예측 정보, 제2 인트라 예측 정보, 제N 인트라 예측 정보를 기초로 부호화부와 동일한 방법으로 예측 블록을 생성할 수 있고, 복호화부에서 생성된 예측 블록은 부호화부에서 전송된 오차 정보와 함쳐져 원본 블록을 복원할 수 있다.
The decoder may generate the prediction block in the same manner as the encoder based on the first intra prediction information, the second intra prediction information, and the Nth intra prediction information provided by the encoder, and the prediction block generated by the decoder The original block may be reconstructed together with the error information transmitted from the encoder.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법을 사용하는 화면 내 예측부를 나타낸 개념도이다. 5 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction unit using an image prediction method using multi-step prediction according to an embodiment of the present invention.
화면 내 예측부에서는 일반적인 영상 부호화 장치 또는 복호화 장치에서 인트라 예측을 수행하는 부분으로써 화면 내 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.The intra prediction unit may generate a prediction block by performing intra prediction as a part of performing intra prediction in a general image encoding apparatus or a decoding apparatus.
도 5를 참조하면, 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법을 사용하는 부호화부는 인트라 예측을 수행하는 화면 내 예측부(500)를 포함할 수 있고, 화면 내 예측부(500)에는 인트라 예측 모드 생성부(510), 인트라 예측 모드 결정부(520), 예측 블록 생성부(530)를 포함될 수 있다. Referring to FIG. 5, an encoder using an image prediction method using multi-step prediction may include an
각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합 및 분리된 실시예의 경우도 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.For convenience of explanation, the respective components are arranged in the respective components, and at least two of the components may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform the functions. The scope of the present invention is also encompassed within the scope of the present invention unless otherwise specified.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성부는 아니고 단지 성능을 향상 시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.Also, some of the components may not be essential components that perform essential functions in the present invention, but may be optional components only to improve performance. The present invention can be implemented only with components essential for realizing the essence of the present invention, except for the components used for the performance improvement, and can be implemented by only including the essential components except the optional components used for performance improvement Are also included in the scope of the present invention.
인트라 예측 모드 생성부(510)는 복수의 인트라 예측 단계를 기초로 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다.The intra
전술한 바와 같이 제1 인트라 예측, 제2 인트라 예측 및 제N 인트라 예측을 수행할 수 있다.As described above, the first intra prediction, the second intra prediction, and the Nth intra prediction may be performed.
인트라 예측은 사용자의 선택에 따라 또는 자동적으로 선택적으로 복수의 인트라 예측 단계 중 일부 또는 전부가 선택될 수 있다. 예측 블록을 생성하기 위해 수행되는 인트라 예측에 관련된 정보를 인트라 예측 모드라고 할 수 있다.
The intra prediction may be selected in part or in whole of the plurality of intra prediction steps depending on the user's selection or automatically. Information related to intra prediction performed to generate a prediction block may be referred to as an intra prediction mode.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인트라 예측 모드 생성부를 나타낸 개념도이다. 6 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction mode generator according to an embodiment of the present invention.
인트라 예측 모드 생성부(600)는 다단계 인트라 예측 생성부(610), 모드 정보 생성부(620), 인트라 예측 모드 후보 생성부(630)를 포함할 수 있다.The intra
다단계 인트라 예측 생성부(610)는 각각의 단계별로 인트라 예측을 수행하는 복수개의 세부 인트라 예측 생성부들(613, 615, 617, 619)을 포함할 수 있다.The multi-step
예를 들어, 제1 인트라 예측 생성부(613)에서는 기존의 H.264/AVC 표준에서 개시된 인트라 예측 방법에 의해 제1 예측 블록을 산출할 수 있고, 제2 인트라 예측 생성부(615)에서는 제1 인트라 예측 생성부(613)에서 산출된 제1 예측 블록에 위너 필터와 같은 필터를 적용하여 제2 예측 블록을 생성할 수 있다. For example, the first
제1 및 제2 인트라 예측 생성부가 아닌 추가의 인트라 예측 생성부를 이용하여 인트라 예측을 수행한 블록을 산출할 수 있다. A block on which intra prediction is performed may be calculated using an additional intra prediction generator instead of the first and second intra prediction generators.
본 발명의 일실시예에 따른 다단계 영상 예측 부호화 방법에 따르면 인트라 예측 방법이 순차적으로 수행될 수 있을 뿐만 아니라 선택적으로 수행되어 다단계 인트라 예측 생성부(610)에 포함된 세부 인트라 예측 생성부 중 일부의 인트라 예측 생성부만을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다.According to the multi-stage image prediction encoding method according to an embodiment of the present invention, not only the intra prediction method may be sequentially performed, but also selectively performed so that a part of the detailed intra prediction generator included in the multi-stage
모드 정보 생성부(620)는 인트라 예측 생성부에 포함되는 다단계 인트라 예측 생성부(610)에서 가용한 인트라 예측 방법 중 어떠한 인트라 예측 방법을 선택적으로 사용하여 인트라 예측을 수행하였는지에 관련한 정보인 인트라 예측 모드 정보를 생성할 수 있다.The
즉, 다단계 인트라 예측 생성부에서 예측 블록을 생성하기 위해 사용된 인트라 예측에 관련된 정보를 전달받아 복수의 인트라 예측 모드 정보를 생성할 수 있다. That is, the multi-step intra prediction generator may generate a plurality of intra prediction mode information by receiving information related to intra prediction used to generate the prediction block.
예를 들어, 제1 인트라 예측 생성부(613)에서는 예측 대상 블록의 상단에 위치한 화소값으로부터 영상의 픽셀값을 예측했다면, 수직 방향 예측 모드를 사용했다는 제1 인트라 예측 정보가 생성되고 제2 인트라 예측 생성부(615)에서 위너 필터를 사용하여 예측 대상 블록의 하단에 위치한 픽셀들에만 필터를 적용하는 모드를 사용하였다는 제2 인트라 예측 정보가 생성될 수 있다. 이러한 제1 인트라 예측 정보 및 제2 인트라 예측 정보는 합쳐져서 하나의 인트라 예측 모드 정보를 생성할 수 있다. For example, if the first
만약에, 제1 인트라 예측을 수행하기 위해 수직 방향 모드가 아닌 다른 방향 예측을 수행하거나, 제2 인트라 예측을 수행하기 위해 위너 필터가 아닌 로우 패스 필터를 사용한 경우 또 다른 인트라 예측 모드 정보가 생성될 수 있다.If intra prediction other than the vertical mode is performed to perform the first intra prediction, or if a low pass filter other than the Wiener filter is used to perform the second intra prediction, another intra prediction mode information may be generated. Can be.
각각의 인트라 예측 생성부에서 생성된 각각의 예측 모드 정보는 모드 정보 생성부(620)로 전달되어 인트라 예측에 사용된 예측 정보가 생성될 수 있다. Each prediction mode information generated by each intra prediction generator may be transferred to the
본 발명의 일실시예에 따른 다단계 영상 예측 부호화 방법에서는 하나의 모드로 영상에 포함된 픽셀값을 예측하는 것이 아니라 인트라 예측을 위해 복수개의 모드가 생성되고 이중 하나를 선택하여 예측 블록을 생성할 수 있다.In the multi-stage image predictive encoding method according to an embodiment of the present invention, a plurality of modes are generated for intra prediction instead of predicting pixel values included in an image in one mode, and a prediction block may be generated by selecting one of them. have.
인트라 예측 모드 후보 생성부(630)는 예측 블록을 생성하기 위해 모드 정보 생성부(620)로부터 전달된 모드 정보로부터 하나 이상의 인트라 예측 모드 후보의 집합인 후보 집합(CS: Candidate Set)을 생성한다.The intra prediction
모드 정보 생성부(620)와 인트라 예측 모드 후보 생성부(630)는 설명의 편의상 독립된 모듈로 표현하였지만 하나의 모듈로 구현될 수 있다.
The
도 5를 다시 참조하면, 인트라 예측 모드 결정부(520)는 인트라 예측 모드 후보 생성부(도 6의 630)에서 생성된 예측 블록의 인트라 예측 모드 중 하나의 인트라 예측 모드를 결정한다. 인트라 예측 모드 결정부(520)는 인트라 예측 모드 생성부(510)에서 만들어진 후보 집합에 포함된 하나 이상의 인트라 예측 모드 중에서 최적의 선택 기준을 만족하는 하나의 인트라 예측 모드를 부호화기 예측 모드로서 결정할 수 있다.Referring back to FIG. 5, the intra
인트라 예측 블록 생성부(530)는 인트라 예측 모드 결정부(520)에서 결정된 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다.The intra
생성된 예측 블록과 원본 블록과의 차를 DCT 및 양자화한 후 엔트로피 부호화를 이용하 부호화된 비트열을 복호화부에 전송할 수 있다. 이때 비트스트림에는 부호화된 모드 정보가 포함되어 복호화부에서 상기 부호화된 모드 정보에 기초한 복호화를 수행할 수 있다. 이러한 인트라 예측에 사용된 모드 정보는 매크로 블록마다 또는 슬라이스마다 전송되는 비트열의 헤더 정보로 포함되어 전송될 수 있다.
After the DCT and the quantization of the difference between the generated prediction block and the original block, a bit string encoded using entropy encoding may be transmitted to the decoder. In this case, the coded mode information is included in the bitstream, and the decoder may perform decoding based on the coded mode information. Mode information used for such intra prediction may be transmitted as being included as header information of a bit string transmitted for each macroblock or for each slice.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법에 따른 복호화 방법을 나타낸 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a decoding method according to an image prediction method using multi-step prediction, according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 부호화부에서 복호화에 필요한 정보를 수신한다(단계 S700).Referring to FIG. 7, the encoder receives information necessary for decoding (step S700).
복호화에 필요한 정보는 부호화부에서 생성된 인트라 예측 블록과 원본 블록간 오차 정보 및 부호화부에서 인트라 예측을 하는데 사용된 인트라 예측 모드 정보 등 오차 블록을 생성하는 데 필요한 정보가 될 수 있다. The information necessary for decoding may be information necessary for generating an error block, such as information about an intra prediction block generated by an encoder and an original block, and information about an intra prediction mode used for intra prediction by an encoder.
부호화부에서 사용한 인트라 예측 방법에 대한 정보를 기초로 복화화부에서 예측 블록을 생성한다(단계 S710).The decoding unit generates a prediction block based on the information about the intra prediction method used by the encoder (step S710).
복호화부에서는 부호화부와 달리 부호화에서 생성된 예측 블록과 동일한 블록만을 생성하면 되므로 복수의 모드를 이용한 인트라 예측 방법을 수행하지 않을 수 있다. Unlike the encoder, the decoder only needs to generate the same block as the prediction block generated by the encoding, and thus the intra prediction method using the plurality of modes may not be performed.
예를 들어, 복호화부에서는 부호화부에서 예측 블록을 생성하기 위해 사용한 제1 인트라 예측 방법 및 제2 인트라 예측 방법에 사용된 모드 정보 및 필터 정보를 수신한 후 부호화부에서 생성된 예측 블록과 동일한 블록을 생성할 수 있다. For example, the decoder receives the mode information and the filter information used in the first intra prediction method and the second intra prediction method used to generate the prediction block, and then the same block as the prediction block generated in the encoder. Can be generated.
생성된 인트라 예측 블록과 오차 블록 정보를 합하여 원본 블록을 복원한다(단계 S720). The original block is reconstructed by adding up the generated intra prediction block and the error block information (step S720).
부호화부에서 전달된 부호화부에서 생성된 인트라 예측 블록과 원본 블록의 오차 블록 정보와 복호화부에서 생성된 인트라 예측 블록을 기초로 원본 블록을 복원할 수 있다.
The original block may be reconstructed based on the intra prediction block generated by the encoder transferred from the encoder, error block information of the original block, and the intra prediction block generated by the decoder.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다단계 예측을 이용한 영상 예측 방법을 사용하는 복호화부를 나타낸 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a decoder using an image prediction method using multi-step prediction according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 복호화부는 부호화부와 동일하게 화면 내 예측부를 구비할 수 있고 화면 내 예측부(800)는 각각의 단계별로 인트라 예측을 수행하는 복수개의 세부 인트라 예측 생성부들(810, 820, 830, 840)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the decoder may include an intra prediction unit in the same manner as the encoder, and the
복호화부에 포함된 화면 내 예측부에서는 부호화부에서 전송된 인트라 예측 모드 정보를 수신하고, 해당 모드에 맞게 복수개의 세부 인트라 예측 생성부들(810, 820, 830, 840)을 이용하여 복호화를 수행할 수 있다. The intra prediction unit included in the decoder receives the intra prediction mode information transmitted from the encoder and performs decoding using the plurality of detailed
예를 들어, 부호화부에서 제공된 인트라 예측 모드 정보는 2번의 인트라 예측이 수행되고 제1 인트라 예측에서는 수직 방향 예측 모드. 제2 인트라 예측에서는 위너 필터를 이용하여 인트라 예측을 수행한다고 하면, 이러한 정보를 기초로 복호화부에서는 부호화부와 동일하게 구현되어 있는 화면 내 예측 장치를 이용해 부호화부와 동일한 예측 블록을 생성할 수 있다. 복호화부에서 생성된 예측 블록은 부호화부에서 전송된 생성된 예측 블록과 원본 블록과의 차 정보와 합쳐진 후 역 양자화 및 역 DCT를 통해 출력 영상을 만들 수 있다. For example, in the intra prediction mode information provided by the encoder, two intra predictions are performed, and in the first intra prediction, the vertical direction prediction mode. In the second intra prediction, if intra prediction is performed using a Wiener filter, the decoder may generate the same prediction block as the encoder using an intra prediction apparatus implemented in the same manner as the encoder based on the information. . The prediction block generated by the decoder may combine the difference information between the generated prediction block transmitted from the encoder and the original block, and then generate an output image through inverse quantization and inverse DCT.
화면 내 예측부(800)는 부호화부와 동일한 구조의 세부 인트라 예측 생성부들(810, 820, 830, 840)을 포함할 수 있지만, 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 부호화부와 다른 구조의 세부 인트라 예측 생성부들를 가질 수 있다.The
화면 내 예측부(800)에서는 부호화로부터 제공된 인트라 예측 정보를 기초로 부호화부에서 생성된 인트라 예측 블록과 동일한 인트라 예측을 수행할 수 있다.The
인트라 예측 블록 생성부(850)은 화면 내 예측부에서 수행된 인트라 예측을 기초로 복호화에 사용될 예측 블록을 생성할 수 있다. The intra
인트라 예측 블록 생성부(850)는 설명의 편의상 화면 내 예측부(800)의 외부에 도시하였지만, 인트라 예측 블록 생성부(850)는 화면 내 예측부(800)의 내부에 위치하여 복호화에 사용될 예측 블록을 생성할 수 있다.Although the intra
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.
Claims (20)
제1 인트라 예측을 기초로 제1 예측 블록을 생성하는 단계; 및
상기 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 실시하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되,
상기 제1 인트라 예측의 예측 모드가 수직 방향 예측, 수평 방향 예측, 평균값 예측 및 평면 예측 중 어느 하나인 경우, 상기 제1 예측 블록에서 상기 제1 인트라 예측의 예측 모드에 상응하여 결정되는 미리 설정된 범위에 포함된 픽셀에 필터를 적용하여 상기 제2 예측 블록을 생성하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법.In the image encoding method using a plurality of intra prediction steps,
Generating a first prediction block based on the first intra prediction; And
Generating a second prediction block by performing second intra prediction based on the first prediction block;
When the prediction mode of the first intra prediction is any one of vertical direction prediction, horizontal direction prediction, average value prediction, and planar prediction, a preset range determined according to the prediction mode of the first intra prediction in the first prediction block. And a plurality of intra prediction steps to apply the filter to the pixels included in the second prediction block.
제 N(여기서, N은 자연수) 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록을 생성하는 단계를 더 포함하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법.The method of claim 1, wherein the image encoding method using the plurality of intra prediction steps,
And generating an N + 1 prediction block by performing an N + 1th intra prediction based on the Nth (where N is a natural number) prediction block.
방향성에 기반한 인트라 예측 모드에 따라 상기 제1 예측 블록의 주변에 위치한 블록의 픽셀값을 기초로 상기 제1 예측 블록에 포함되는 픽셀값을 예측하여 상기 제1 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법.The method of claim 1, wherein generating a first prediction block based on the first intra prediction comprises:
Generating a first prediction block by predicting a pixel value included in the first prediction block based on pixel values of a block located around the first prediction block according to an intra prediction mode based on directionality; Image coding method using intra prediction step.
상기 제1 예측 블록의 픽셀값을 기초로 필터를 사용하여 상기 제2 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법.The method of claim 1, wherein the performing of the second intra prediction on the basis of the first prediction block to generate the second prediction block comprises:
And generating a second prediction block using a filter based on the pixel value of the first prediction block.
상기 제1 예측 블록에 적용한 상기 제1 인트라 예측의 방법에 따라 적응적으로 상기 제1 예측 블록에 포함된 일부의 픽셀에만 적용되어 상기 제2 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법.The method of claim 1, wherein the filter,
A plurality of intra prediction steps, wherein the second prediction block is generated by being adaptively applied only to some pixels included in the first prediction block according to the method of the first intra prediction applied to the first prediction block Image coding method using.
주변 픽셀값에 적응적으로 계수값이 변화하는 필터이거나, 고정된 값을 이용하는 필터로 상기 제2 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 부호화 방법.The method of claim 1, wherein the filter,
And the second prediction block is generated by a filter in which the coefficient value is adaptively changed to a neighboring pixel value or by a filter using a fixed value.
제1 인트라 예측 정보를 기초로 제1 인트라 예측을 수행하여 제1 예측 블록을 생성하는 단계; 및
상기 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 수행하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되,
상기 제1 인트라 예측 정보에 따른 예측 모드가 수직 방향 예측, 수평 방향 예측, 평균값 예측 및 평면 예측 중 어느 하나인 경우, 상기 제1 예측 블록에서 상기 제1 인트라 예측 정보에 따른 예측 모드에 상응하여 결정되는 미리 설정된 범위에 포함된 픽셀에 필터를 적용하여 상기 제2 예측 블록을 생성하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법.In the image decoding method using a plurality of intra prediction steps,
Generating a first prediction block by performing first intra prediction based on the first intra prediction information; And
Generating a second prediction block by performing second intra prediction based on the first prediction block,
When the prediction mode according to the first intra prediction information is any one of vertical direction prediction, horizontal direction prediction, average value prediction, and plane prediction, the first prediction block is determined according to the prediction mode according to the first intra prediction information. And a plurality of intra prediction steps for generating the second prediction block by applying a filter to pixels included in a preset range.
제N(여기서, N은 자연수) 인트라 예측 정보 및 제 N 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록을 생성하는 단계를 더 포함하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법.The method of claim 7, wherein the image decoding method using the plurality of intra prediction steps,
Generating an N + 1 prediction block by performing N + 1 intra prediction based on the N th (where N is a natural number) intra prediction information and the N th prediction block; Image Decoding Method.
방향성에 기반한 인트라 예측 모드에 따라 상기 제1 예측 블록의 주변에 위치한 블록의 픽셀값을 기초로 상기 제1 예측 블록에 포함되는 픽셀값을 예측하여 상기 제1 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법.The method of claim 7, wherein the generating of the first prediction block by performing first intra prediction on the basis of the first intra prediction information,
Generating a first prediction block by predicting a pixel value included in the first prediction block based on pixel values of a block located around the first prediction block according to an intra prediction mode based on directionality; Image decoding method using the intra prediction step.
상기 제1 예측 블록의 픽셀값을 기초로 상기 필터를 사용하여 상기 제2 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법.The method of claim 7, wherein the generating of the second prediction block by performing second intra prediction based on the first prediction block comprises:
And generating the second prediction block using the filter based on the pixel value of the first prediction block.
상기 제1 예측 블록에 적용한 상기 제1 인트라 예측의 방법에 따라 적응적으로 상기 제1 예측 블록에 포함된 일부의 픽셀에만 적용되어 상기 제2 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법.The method of claim 7, wherein the filter,
A plurality of intra prediction steps, wherein the second prediction block is generated by being adaptively applied only to some pixels included in the first prediction block according to the method of the first intra prediction applied to the first prediction block Image decoding method using.
주변 픽셀값에 적응적으로 계수값이 변화하는 필터이거나, 고정된 값을 이용하는 필터로 상기 제2 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 방법.The method of claim 7, wherein the filter,
And the second prediction block is generated using a filter that adaptively changes a coefficient value based on a neighboring pixel value or a filter using a fixed value.
부호화부에서 제공된 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 인트라 예측을 수행하는 복수개의 인트라 예측 생성부를 포함하는 다단계 인트라 예측 생성부를 포함하는 화면 내 예측부; 및
상기 다단계 인트라 예측 생성부에 의해 수행된 인트라 예측을 기초로 인트라 예측 블록을 생성하는 인트라 예측 블록 생성부를 포함하되,
상기 화면 내 예측부는,
제1 인트라 예측 정보를 기초로 제1 인트라 예측을 수행하여 제1 예측 블록을 생성하는 제1 인트라 예측 생성부; 및
상기 제1 예측 블록을 기초로 제2 인트라 예측을 수행하여 제2 예측 블록을 생성하는 제2 인트라 예측 생성부를 포함하며,
상기 제1 인트라 예측 정보에 따른 예측 모드가 수직 방향 예측, 수평 방향 예측, 평균값 예측 및 평면 예측 중 어느 하나인 경우, 상기 제1 예측 블록에서 상기 제1 인트라 예측 정보에 따른 예측 모드에 상응하여 결정되는 미리 설정된 범위에 포함된 픽셀에 필터를 적용하여 상기 제2 예측 블록을 생성하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 장치.In the image decoding apparatus using a plurality of intra prediction steps,
An intra prediction unit including a multi-step intra prediction generator including a plurality of intra prediction generators for performing intra prediction based on the intra prediction mode information provided by the encoder; And
Including an intra prediction block generator for generating an intra prediction block based on the intra prediction performed by the multi-step intra prediction generator,
The intra prediction unit,
A first intra prediction generator configured to generate a first prediction block by performing first intra prediction based on the first intra prediction information; And
A second intra prediction generator configured to generate a second prediction block by performing a second intra prediction based on the first prediction block,
When the prediction mode according to the first intra prediction information is any one of vertical direction prediction, horizontal direction prediction, average value prediction, and plane prediction, the first prediction block is determined according to the prediction mode according to the first intra prediction information. And a plurality of intra prediction steps for generating the second prediction block by applying a filter to pixels included in a preset range.
제N(여기서, N은 자연수) 인트라 예측 정보 및 제 N 예측 블록을 기초로 제N+1 인트라 예측을 실시하여 제N+1 예측 블록을 생성하는 제 N 인트라 예측 생성부를 포함하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 장치.The method of claim 17, wherein the intra prediction unit,
A plurality of intra predictions including an Nth intra prediction generator configured to generate an N + 1 prediction block by performing N + 1 intra prediction based on the Nth (where N is a natural number) intra prediction information and the Nth prediction block. Image decoding apparatus using the step.
방향성에 기반한 인트라 예측 모드에 따라 상기 제1 예측 블록의 주변에 위치한 블록의 픽셀값을 기초로 상기 제1 예측 블록에 포함되는 픽셀값을 예측하여 상기 제1 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 장치.The method of claim 17, wherein the first intra prediction generator,
Generating a first prediction block by predicting a pixel value included in the first prediction block based on pixel values of a block located around the first prediction block according to an intra prediction mode based on directionality; Image decoding apparatus using the intra prediction step.
상기 제1 인트라 예측부를 기초로 산출된 상기 제1 예측 블록의 픽셀값을 기초로 상기 필터를 사용하여 제2 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 복수의 인트라 예측 단계를 이용한 영상 복호화 장치.The method of claim 17, wherein the second intra prediction generator,
And a second prediction block is generated using the filter based on the pixel value of the first prediction block calculated based on the first intra prediction unit.
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