KR101566290B1 - Video coding method of DC intra prediction - Google Patents
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Abstract
DC 화면내 예측 부호화 시 참조 화소 값을 평활하여 새롭게 생성하고, 주변 블록간의 공간적 상관성을 고려한 예측 화소 값을 이용하여 DC인트라 예측 부호화를 함으로써 압축 효율을 높이도록 한 DC 화면내 예측 부호화장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 부호화 대상인 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록의 존재 여부로 공간적 상관성 정보를 탐색하는 공간적 정보 판단부; 상기 공간적 정보 판단부에서 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 참조 화소 값을 생성하는 참조 화소 생성부; 상기 공간적 정보 판단부에서 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 인트라 예측 부호화를 결정하는 인트라 예측 결정부; 상기 인트라 예측 결정부의 화면내 예측 부호화 결정에 따라 상기 참조 화소 생성부에서 생성된 참조 화소로 현재 매크로블록을 DC 인트라 예측 부호화하는 DC 인트라 예측부로 영상 부호화기를 구현한다.Intra-DC intra-prediction coding apparatus for smoothing and generating a reference pixel value during intra-DC intra-prediction coding and performing DC intra-prediction coding using a predictive pixel value considering spatial correlation between neighboring blocks, thereby improving compression efficiency and a method therefor A spatial information determination unit for searching for spatial correlation information based on the presence or absence of neighboring macroblocks adjacent to a current macroblock to be coded; A reference pixel generation unit for generating a reference pixel value according to the spatial correlation information searched by the spatial information determination unit; An intra prediction determining unit for determining intra prediction coding according to the spatial correlation information searched by the spatial information determination unit; And a DC intra-prediction unit for DC intra-prediction coding the current macroblock to a reference pixel generated by the reference-pixel generating unit according to intra-prediction coding of the intra prediction unit.
Description
본 발명은 DC 화면내 예측 부호화에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 DC 화면내 예측 부호화 시 참조 화소 값을 평활하여 새롭게 생성하고, 주변 블록간의 공간적 상관성을 고려한 예측 화소 값을 이용하여 DC인트라 예측 부호화를 함으로써 압축 효율을 높이도록 한 DC 화면내 예측 부호화방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to intra-DC intra-prediction coding, in which a reference pixel value is smoothed and generated during intra-DC intra-prediction coding, and a DC intra-prediction coding is performed using a predictive pixel value in consideration of spatial correlation between neighboring blocks Thereby enhancing the compression efficiency.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 전송 기술들이 활용될 수 있다.Recently, the demand for high resolution and high quality images such as high definition (HD) image and ultra high definition (UHD) image is increasing in various applications. As the image data has high resolution and high quality, the amount of data increases relative to the existing image data. Therefore, when the image data is transmitted using a medium such as a wired / wireless broadband line or stored using an existing storage medium, The storage cost is increased. High-efficiency image transmission technologies can be utilized to solve these problems caused by high-resolution and high-quality image data.
영상 전송 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소 값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소 값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고, 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.An inter picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture from a previous or a subsequent picture of a current picture using a video transmission technique, an intra picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture using pixel information in the current picture, There are various techniques such as an entropy encoding technique in which a short code is assigned to a value having a high appearance frequency and a long code is assigned to a value having a low appearance frequency. Image data can be effectively compressed and transmitted or stored using such an image compression technique.
비디오 부호화 표준으로 많이 활용되는 H.264/AVC 및 최근 MPEG(Moving Picture Experts Group)에서 표준화가 완료된 HEVC(High Efficiency Video Coding) 등의 비디오 부호화 표준에서는 저 지연(low delay) 부호화 구조와 임의접근(random access)을 지원하는 임의접근 부호화 구조 등을 지원하는데, 모든 부호화 구조에서는 화면내(intra) 예측을 하는 I 프레임이 가정 먼저 사용된다. 현재 인터넷 응용을 위한 무료 비디오 부호화 표준을 목표로 표준화가 진행중인 IVC(Internet Video Coding)에서도 화면내 예측 부호화에 대한 연구가 진행되고 있다.In video coding standards such as H.264 / AVC, which is widely used as a video coding standard, and HEVC (High Efficiency Video Coding), which has been standardized recently in MPEG (Moving Picture Experts Group), a low delay coding structure and a random access random access coding, and so on. In all encoding schemes, an I frame for intra prediction is used first. Currently, intra-picture predictive coding (IVC) is underway in Internet Video Coding (IVC), which is currently under standardization aiming at a free video coding standard for Internet applications.
인터넷 비디오 코딩을 위한 화면내 예측 부호화에 대한 종래 기술이 하기의 <비특허문헌> R. Wang, X. Zhang, S, Ma, J, Chan and Cliff Reader, "Internet Video Coding Test Model (ITM6.0)", ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N13778, Vienna, July 2013.에 개시되었다.The prior art for intraframe predictive coding for Internet video coding is described in the following Non-Patent Literature R. Wang, X. Zhang, S, Ma, J, Chan and Cliff Reader, "Internet Video Coding Test Model ), ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11 N13778, Vienna, July 2013. [
<비특허문헌>에 개시된 종래기술은 ITM 6.0에 채택된 화면내 예측 기법으로, 주변 화소 값을 [1 2 1]/4로 필터링을 한 후, 현재 매크로블록과 주변 매크로블록과의 공간적 상관성을 고려하여 각각의 화소 위치에 예측 화소 값을 계산하게 된다.
The prior art disclosed in the non-patent document is an intra prediction technique employed in ITM 6.0. After filtering the neighboring pixel values to [1 2 1] / 4, the spatial correlation between the current macroblock and the neighboring macroblock And the predicted pixel value is calculated at each pixel position.
그러나 상기와 같은 일반적인 화면내 예측 부호화 기법 및 종래기술에 개시된 화면내 예측 부호화 기법은 영상 부호화기에서 발생하는 비트 량을 최소화하는 것에 한계가 있어, 부호화 효율을 높이는 것이 제한적이라는 단점이 있다.However, the general intraprediction coding technique as described above and the intra prediction coding technique disclosed in the prior art have a limitation in minimizing the amount of bits generated in the image coding device, which limits the improvement of coding efficiency.
본 발명의 목적은 상기와 같은 일반적인 화면내 예측 부호화 기법 및 종래기술로 제시된 화면내 예측 부호화 기법에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, DC 화면내 예측 부호화 시 참조 화소 값을 평활하여 새롭게 생성하고, 주변 블록간의 공간적 상관성을 고려한 예측 화소 값을 이용하여 DC인트라 예측 부호화를 함으로써 압축 효율을 높이도록 한 DC 화면내 예측 부호화방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems inherent in a general intra-picture prediction coding technique and a conventional intra-picture prediction coding technique, and it is an object of the present invention to improve the intra- And a DC intraprediction coding is performed using a predicted pixel value in consideration of spatial correlation between neighboring blocks, thereby improving the compression efficiency.
본 발명의 다른 목적은 현재 매크로블록의 주변에 복호화된 화소 값들을 보다 평활화하기 위하여 먼저 공간적 상관성을 기반으로 필터링을 한 후, 현재 매크로블록을 주변에 복호화된 매크로블록과의 공간적 상관성을 기반으로 하여, 현재 화소 값에서 가장 인접해 있는 주변 화소 값을 예측함으로써 압축 효율을 높이도록 한 DC 화면내 예측 부호화방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for filtering a current macroblock based on spatial correlation with neighboring macroblocks, And predicts the nearest neighboring pixel value at the current pixel value, thereby improving the compression efficiency.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 DC 화면내 예측 부호화 장치는 부호화할 영상을 프레임 단위로 제공하는 영상 제공부; 상기 영상 제공부에서 제공된 영상을, 부호화 대상 매크로블록과 인접한 주변 매크로블록 간의 관계인 공간적 상관성을 고려하여 참조 화소 값을 생성하고, 이를 기초로 부호화 대상 매크로블록을 화면내 예측 부호화하는 영상 부호화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a DC intra-picture prediction encoding apparatus including: an image providing unit for providing an image to be encoded on a frame-by-frame basis; And an image encoder for generating a reference pixel value in consideration of spatial correlation between a current macroblock and a neighboring macroblock adjacent to the current macroblock and performing intra prediction coding on the macroblock to be coded based on the reference pixel value, .
상기에서 영상 부호화기는 부호화 대상인 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록의 존재 여부로 공간적 상관성 정보를 탐색하는 공간적 정보 판단부; 상기 공간적 정보 판단부에서 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 참조 화소 값을 생성하는 참조 화소 생성부; 상기 공간적 정보 판단부에서 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 인트라 예측 부호화를 결정하는 인트라 예측 결정부; 상기 인트라 예측 결정부의 화면내 예측 부호화 결정에 따라 상기 참조 화소 생성부에서 생성된 참조 화소로 현재 매크로블록을 DC 인트라 예측 부호화하는 DC 인트라 예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The image encoder may include a spatial information determination unit for searching for spatial correlation information based on the presence or absence of neighboring macroblocks adjacent to a current macroblock to be coded; A reference pixel generation unit for generating a reference pixel value according to the spatial correlation information searched by the spatial information determination unit; An intra prediction determining unit for determining intra prediction coding according to the spatial correlation information searched by the spatial information determination unit; And a DC intrapredictor for DC intraprediction encoding the current macroblock to a reference pixel generated by the reference pixel generator according to intra prediction coding determination of the intra prediction determining unit.
상기에서 공간적 정보 판단부는 현재 매크로블록의 위쪽 및 왼쪽에 해당하는 매크로블록이 존재하는지를 검색하여 공간적 상관성 정보를 탐색하는 것을 특징으로 한다.The spatial information determination unit searches for spatial correlation information by searching for a macroblock corresponding to the upper and left sides of the current macroblock.
상기에서 참조 화소 생성부는 현재 매크로블록에 인접하는 주변 매크로블록의 좌우의 화소 값들을 이용하여 [1 4 6 4 1]/16으로 5탭-필터로 필터링하여 평활화하는 것을 특징으로 한다.The reference pixel generation unit may perform filtering with a 5-tap filter using [1 4 6 4 1] / 16 using left and right pixel values of neighboring macroblocks adjacent to the current macroblock.
상기에서 참조 화소 생성부는 현재 매크로블록의 위쪽 및 왼쪽에 모두 매크로블록이 존재할 경우, 평활화된 위쪽 매크로블록의 화소 값 하나와 평활화된 왼쪽 매크로블록의 화소 값 하나를 선택한 후, 상기 선택한 두 값을 평균화하여 참조 화소를 생성하는 것을 특징으로 한다.The reference pixel generation unit may select one pixel value of the smoothed upper macroblock and one pixel value of the smoothed left macroblock, if the macroblock exists in both the upper and left sides of the current macroblock, Thereby generating a reference pixel.
상기에서 참조 화소 생성부는 현재 매크로블록의 위쪽에만 매크로블록이 존재할 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 대해 가장 인접한 위쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 중 하나를 참조 화소로 생성하는 것을 특징으로 한다.The reference pixel generation unit may generate one of the smoothed pixel values of the uppermost macroblock adjacent to the current macroblock as a reference pixel when the macroblock exists only in the upper side of the current macroblock.
상기에서 참조 화소 생성부는 현재 매크로블록의 왼쪽에만 매크로블록이 존재할 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 대해 가장 인접한 왼쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 하나를 참조 화소로 생성하는 것을 특징으로 한다.
The reference pixel generating unit may generate a smoothed pixel value of the nearest left macro block as a reference pixel for each pixel of the current macroblock when a macroblock exists only on the left side of the current macroblock.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 DC 화면내 예측 부호화방법은 (a) 부호화 대상인 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록의 존재 여부로 공간적 상관성 정보를 탐색하는 단계; (b) 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 화면내 예측 부호화시 참조 매크로블록으로 사용할 인접 매크로블록을 선택하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 선택된 매크로블록의 화소 값을 5-탭 필터로 필터링하여 평활화하는 단계; (d) 상기 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 상기 (c)단계에서 평활화된 인접 매크로블록의 화소 값을 이용하여 참조 화소를 생성하는 단계; (e) 상기 생성한 참조 화소로 현재 매크로블록을 DC 인트라 예측 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a DC intra-prediction coding method, comprising: (a) searching for spatial correlation information based on presence or absence of neighboring macroblocks adjacent to a current macroblock to be coded; (b) selecting an adjacent macroblock to be used as a reference macroblock in intra-picture prediction coding according to the searched spatial correlation information; (c) filtering the pixel values of the macroblock selected in step (b) by a 5-tap filter and smoothing the filtered pixel values; (d) generating a reference pixel using pixel values of neighboring macroblocks smoothed in step (c) according to the searched spatial correlation information; (e) DC intraprediction encoding the current macroblock with the generated reference pixel.
또한, 본 발명에 따른 DC 화면내 예측 부호화방법은 (f) 상기 (a)단계에서 공간적 상관성 정보를 탐색한 결과, 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록이 존재하지 않을 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 128의 화소 값을 예측하는 DC 화면내 예측 부호화 기법으로 현재 매크로블록을 DC 예측 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a DC intra-picture prediction coding method, comprising the steps of: (a) searching neighboring macroblocks adjacent to a current macroblock, And performing a DC predictive coding on the current macroblock using a DC intra prediction coding method for predicting a pixel value of 128 pixels.
상기에서 (a)단계는 현재 매크로블록의 위쪽 및 왼쪽에 인접되게 주변 매크로블록이 존재하는지를 검색하여 공간적 상관성 정보를 탐색하는 것을 특징으로 한다.In the step (a), spatial correlation information is searched by searching for neighboring macroblocks adjacent to the upper and left sides of the current macroblock.
상기에서 (c)단계는 현재 매크로블록에 인접하는 주변 매크로블록의 좌우의 화소 값들을 이용하여 [1 4 6 4 1]/16으로 5탭-필터로 필터링하여 평활화하는 것을 특징으로 한다.In the step (c), the left and right pixel values of the neighboring macroblocks adjacent to the current macroblock are used to perform filtering with a 5-tap filter using [1 4 6 4 1] / 16 filters.
상기에서 (d)단계는 현재 매크로블록의 위쪽 및 왼쪽에 모두 매크로블록이 존재할 경우, 평활화된 위쪽 매크로블록의 화소 값 하나와 평활화된 왼쪽 매크로블록의 화소 값 하나를 선택한 후, 상기 선택한 두 값을 평균화하여 참조 화소를 생성하는 것을 특징으로 한다.In step (d), if there are macroblocks both on the upper and left sides of the current macroblock, one pixel value of the smoothed upper macroblock and one pixel value of the smoothed left macroblock are selected, And a reference pixel is generated by averaging.
상기에서 (d)단계는 현재 매크로블록의 위쪽에만 매크로블록이 존재할 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 대해 가장 인접한 위쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 중 하나를 참조 화소로 생성하는 것을 특징으로 한다.In the step (d), when a macroblock exists only in the upper side of the current macroblock, one of the smoothed pixel values of the uppermost macroblock adjacent to the current macroblock is generated as a reference pixel .
상기에서 (d)단계는 현재 매크로블록의 왼쪽에만 매크로블록이 존재할 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 대해 가장 인접한 왼쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 하나를 참조 화소로 생성하는 것을 특징으로 한다.In step (d), when a macroblock exists only on the left side of the current macroblock, a smoothed pixel value of the nearest neighboring macroblock is generated as a reference pixel for each pixel of the current macroblock.
상기에서 (e)단계는 상기 공간적 상관성 정보에 따라 현재 매크로블록의 각각의 화소에 대해 서로 다른 참조 화소를 적용하여 DC 화면내 예측 부호화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
In the step (e), DC intra prediction encoding is performed by applying different reference pixels to each pixel of the current macroblock according to the spatial correlation information.
본 발명에 따르면 화면내 예측 부호화를 수행할 시, 공간적 상관성을 기반하여 현재 매크로블록 안의 각각의 화소에 대해 가장 적합한 각기 다른 예측 화소 값을 적용함으로써, 정확한 부호화를 수행할 수 있으며, 이로 인해 화면내 예측 부호화의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, when intra prediction coding is performed, accurate coding can be performed by applying different prediction pixel values that are most suitable for each pixel in the current macroblock based on the spatial correlation, There is an advantage that the performance of predictive coding can be improved.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DC 화면내 예측 부호화장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DC 화면내 예측 부호화방법을 보인 흐름도,
도 3은 본 발명에서 평활화된 DC 화면내 예측 유도 과정 및 주사 순서도.1 is a block diagram of a DC intra-prediction coding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a DC intra-picture prediction coding method according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a smoothing DC intra prediction in the present invention. FIG.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 (발명의 명칭)을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DC 화면내 예측 부호화장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a DC intra-prediction coding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DC 화면내 예측 부호화장치는 영상 제공부(10), 영상 부호화기(100)를 포함한다.A DC intra-picture prediction coding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes an
상기 영상 제공부(10)는 부호화할 영상을 프레임 단위로 제공하는 역할을 한다.The
상기 영상 부호화기(100)는 상기 영상 제공부(10)에서 제공된 영상을, 부호화 대상 매크로블록과 인접한 주변 매크로블록 간의 관계인 공간적 상관성을 고려하여 참조 화소 값을 생성하고, 이를 기초로 부호화 대상 매크로블록을 화면내 예측 부호화하는 역할을 한다.The
이러한 영상 부호화기(100)는 부호화 대상인 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록의 존재 여부로 공간적 상관성 정보를 탐색하는 공간적 정보 판단부(101)를 포함한다. 이러한 공간적 정보 판단부(101)는 현재 매크로블록의 위쪽 및 왼쪽에 해당하는 매크로블록이 존재하는지를 검색하여 공간적 상관성 정보를 탐색하는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 영상 부호화기(100)는 상기 공간적 정보 판단부(101)에서 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 참조 화소 값을 생성하는 역할을 한다.In addition, the
이러한 참조 화소 생성부(102)는 현재 매크로블록에 인접하는 주변 매크로블록의 좌우의 화소 값들을 이용하여 [1 4 6 4 1]/16으로 5탭-필터로 필터링하여 평활화한다. 아울러 상기 참조 화소 생성부(102)는 현재 매크로블록의 위쪽 및 왼쪽에 모두 매크로블록이 존재할 경우, 평활화된 위쪽 매크로블록의 화소 값 하나와 평활화된 왼쪽 매크로블록의 화소 값 하나를 선택한 후, 상기 선택한 두 값을 평균화하여 참조 화소를 생성한다. 바람직하게 상기 참조 화소 생성부(102)는 현재 매크로블록의 위쪽에만 매크로블록이 존재할 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 대해 가장 인접한 위쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 중 하나를 참조 화소로 생성한다. 더욱 바람직하게 상기 참조 화소 생성부(102)는 현재 매크로블록의 왼쪽에만 매크로블록이 존재할 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 대해 가장 인접한 왼쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 하나를 참조 화소로 생성한다.The reference
또한, 상기 영상 부호화기(100)는 상기 공간적 정보 판단부(101)에서 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 인트라(intra) 예측 부호화를 결정하는 인트라 예측 결정부(103); 상기 인트라 예측 결정부(103)의 화면내 예측 부호화 결정에 따라 상기 참조 화소 생성부(102)에서 생성된 참조 화소로 현재 매크로블록을 DC 인트라 예측 부호화하는 DC 인트라 예측부(104)를 포함한다.In addition, the
도 2는 본 발명에 따른 DC 화면내 예측 부호화방법을 보인 흐름도로서, (a) 부호화 대상인 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록의 존재 여부로 공간적 상관성 정보를 탐색하는 단계(S101 ~ S102); (b) 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 화면내 예측 부호화시 참조 매크로블록으로 사용할 인접 매크로블록을 선택하는 단계(S103, S105); (c) 상기 (b)단계에서 선택된 매크로블록의 화소 값을 5-탭 필터로 필터링하여 평활화하는 단계(S104, S106); (d) 상기 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 상기 (c)단계에서 평활화된 인접 매크로블록의 화소 값을 이용하여 참조 화소를 생성하는 단계(S108 ~ S114); (e) 상기 생성한 참조 화소로 현재 매크로블록을 DC 인트라 예측 부호화하는 단계(S115); (f) 상기 (a)단계에서 공간적 상관성 정보를 탐색한 결과, 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록이 존재하지 않을 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 128의 화소 값을 예측하는 DC 화면내 예측 부호화 기법으로 현재 매크로블록을 DC 예측 부호화하는 단계(S107)를 포함한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a DC intra-prediction coding method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, (a) searching for spatial correlation information based on the presence or absence of neighboring macroblocks adjacent to a current macroblock to be coded (S101 to S102); (b) selecting (S103, S105) an adjacent macroblock to be used as a reference macroblock in intra-picture prediction coding according to the searched spatial correlation information; (c) filtering (S104, S106) the pixel values of the macroblock selected in step (b) by filtering with a 5-tap filter; (d) generating reference pixels using the pixel values of neighboring macroblocks smoothed in the step (c) according to the searched spatial correlation information (S108 to S114); (e) DC intra-predictive encoding the current macroblock with the generated reference pixel (S115); (f) In the case where the neighboring macroblock adjacent to the current macroblock does not exist as a result of searching for the spatial correlation information in the step (a), a DC intra-prediction And performing DC prediction coding on the current macroblock using the coding scheme (S107).
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 DC 화면내 예측 부호화 장치 및 그 방법을 첨부한 도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The DC intra-picture prediction encoding apparatus and method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
먼저, 본 발명은 DC 화면내 예측 부호화를 실시할 경우, 현재 매크로블록에서 사용 가능한 복호화된 주변 매크로블록을 먼저 확인하고, 사용 가능한 주변 매크로블록이 존재할 경우, 현재 매크로블록에 가장 인접해 있는 매크로블록의 화소 값을 필터링하여 평활화된 새로운 예측 화소 값으로 생성한다. 이후, 현재 매크로블록의 화소 값의 각각의 위치에 가장 인접해 있는 주변 화소 값을 예측하여 압축효율을 높여 비트 량 절감 이득을 얻게 된다. 이러한 평활화된 DC 화면내 예측 기법은 기본적으로 공간적 상관성을 고려하여 현재 매크로블록의 화소 값에 가장 인접해 있는 주변 매크로블록의 화소 값이 비슷할 확률이 가장 높다는 가정하에 적용된다.First, when DC intra prediction encoding is performed, the present invention first confirms decoded neighboring macroblocks usable in the current macroblock, and if there is a usable neighboring macroblock, And generates a smoothed new predicted pixel value. Thereafter, the neighboring pixel values nearest to the respective positions of the pixel values of the current macroblock are predicted, thereby increasing the compression efficiency and obtaining the bit amount saving gain. This smoothed DC intra prediction technique is basically applied under the assumption that the probability that the pixel values of the neighboring macroblocks closest to the pixel values of the current macroblock are similar is considered in consideration of the spatial correlation.
예컨대, 영상 부호화기(100)는 부호화 대상 매크로블록(이하, "현재 매크로블록"이라 약칭함)이 입력되면(S101), 단계 S102에서 공간적 정보 판단부(101)를 통해 현재 매크로블록에 가장 인접한 주변 매크로블록과의 공간적 상관성을 확인한다. 여기서 공간적 상관성 확인은 현재 매크로블록에 가장 인접한 주변 매크로블록이 존재하는지를 확인하는 것으로서 달성된다. 여기서 현재 매크로블록에 가장 인접한 주변 매크로블록은 현재 매크로블록에 가장 인접한 위쪽 매크로블록 및 왼쪽 매크로블록을 포함할 수 있다. For example, when the current macroblock (hereinafter abbreviated as "current macroblock") is input (S101), the
이후, 단계 S103에서는 현재 매크로블록의 위쪽에 해당하는 주변 매크로블록이 존재하는지를 확인한다. 이 확인 결과 상기 위쪽에 해당하는 주변 매크로블록이 존재할 경우, 단계 S104로 이동하여 참조 화소 생성부(102)는 해당 매크로블록에서 참조 화소로 사용할 수 있는 현재 매크로블록과 가장 인접해 있는 화소 값들을 주변 화소 값보다 평활화하기 위하여, 좌우의 화소 값들을 이용하여 [1 4 6 4 1]/16으로 각각 5-탭 필터로 필터링을 수행하여 새로운 참조 화소 값들을 생성한다.Thereafter, in step S103, it is confirmed whether or not a neighboring macroblock corresponding to the upper side of the current macroblock exists. If the neighboring macroblock corresponding to the upper macroblock exists, the process proceeds to step S104, where the reference-
이 과정을 거친 후 단계 S105에서 상기 참조 화소 생성부(102)는 현재 매크로블록의 왼쪽에 주변 매크로블록이 존재하는지 확인한다. 이 확인 결과 상기 현재 매크로블록에 인접하여 왼쪽에 주변 매크로블록이 존재한다면, 단계 S106으로 이동하여 상기 단계 S104에서와 동일한 방식으로 왼쪽 매크로블록에 대해서도 필터링을 수행하여 새로운 참조 화소 값들을 생성한다.After this process, in step S105, the reference
여기서 본 발명에서는 현재 매크로블록을 기준으로 위쪽 매크로블록을 확인하고, 그 다음에 왼쪽 매크로블록을 확인하는 것으로 설명하였으나, 이러한 순서에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 두 순서를 서로 바꾸어 먼저 왼쪽 매크로블록을 확인하고 그 다음에 위쪽 매크로블록을 확인하여도 무방하다.In the present invention, the upper macroblock is identified based on the current macroblock, and then the upper macroblock is identified. However, the present invention is not limited to this order. For example, the two macroblocks may be interchanged to check the left macro block first and then the upper macroblock.
다음으로, 현재 매크로블록에서 예측할 수 있는 참조 화소 값들을 모두 새롭게 생성하였으므로, 이후 인트라 예측 결정부(103)는 어떤 매크로블록을 이용하여 DC 화면내 예측 부호화를 실시할 것인지를 결정한다.Next, since all the reference pixel values that can be predicted in the current macroblock are newly generated, the intra
예컨대, 상기 공간적 정보 판단부(101)에서 판단한 공간적 상관성 정보를 기초로 현재 매크로블록의 위쪽 매크로블록과 왼쪽 매크로블록이 모두 존재하는 경우에는(S108), 단계 S109로 이동하여 현재 매크로블록의 각각의 화소 값에 대하여 가장 인접해 있는 위쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 하나와 왼쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 하나씩을 추출한다. 그리고 단계S110에서 상기 추출한 두 화소 값을 평균하여 새롭게 생성된 화소 값을 예측 화소로 생성한다.For example, if the upper macroblock and the upper macroblock exist in the current macroblock (S108) based on the spatial correlation information determined by the spatial
또한, 상기 현재 매크로블록의 위쪽에만 주변 매크로블록이 존재하는 경우에는(S111), 단계 S112로 이동하여 현재 매크로블록의 각각의 화소 값에 대하여 가장 인접해 있는 위쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 하나를 가져와 예측 화소로 생성한다.If there is a neighboring macroblock only in the upper side of the current macroblock (S111), the process proceeds to step S112, and one of the smoothed pixel values of the uppermost macroblock adjacent to the pixel values of the current macroblock And generates it as a prediction pixel.
아울러 상기 현재 매크로블록의 왼쪽에만 주변 매크로블록이 존재하는 경우에는(S113), 단계 S114로 이동하여 현재 매크로블록의 각각의 화소 값에 대하여 가장 인접해 있는 왼쪽 매크로블록의 평활화된 화소 값 하나를 가져와 예측 화소로 생성한다.If a neighboring macroblock exists only on the left side of the current macroblock (S113), the process proceeds to step S114, and one smoothed pixel value of the leftmost macroblock adjacent to the pixel value of the current macroblock is fetched And is generated as a predictive pixel.
만약, 현재 매크로블록 주변에 참조로 사용할 수 있는 매크로블록이 하나도 없을 경우에는 단계 S107로 이동하여 DC 인트라 예측부(104)에서 기존의 여러 비디오 코덱에서 사용하는 DC 화면내 예측 부호화 기법과 동일하게 현재 매크로블록의 각각의 화소에 128의 화소 값을 예측하는 방법을 사용하여 현재 매크로블록을 DC 화면내 예측 부호화를 하게 된다.If there is no macroblock that can be used as a reference around the current macroblock, the DC
그리고 단계 S115에서는 상기 공간적 상관성 정보와 새롭게 생성한 참조 화소를 기반으로 현재 매크로블록을 DC 인트라 예측 부호화를 수행하게 된다.In step S115, DC intra prediction coding is performed on the current macroblock based on the spatial correlation information and the newly generated reference pixel.
도 3은 본 발명에서 평활화된 DC 화면내 예측 과정을 설명하기 위한 설명도이다.3 is an explanatory diagram for explaining a smoothed DC intra-picture prediction process according to the present invention.
현재 매크로블록에 대해 DC 화면내 예측 부호화(300) 기법을 사용할 시, 현재 매크로블록에 가장 인접해 있는 위쪽 매크로블록의 화소 값을 사용할 수 있으면, 현재 매크로블록과 가장 가까이에 있는 참조 화소 값들을 필터링하여 EP[x+1]이라는(301) 평활화된 새로운 화소 값을 참조 화소로 생성한다. 여기서 'x'는 현재 매크로블록의 가로축 좌표이다. When using the intra-DC intra-prediction encoding (300) technique for the current macroblock, if the pixel value of the uppermost macroblock adjacent to the current macroblock is available, the reference pixel values closest to the current macroblock are filtered And generates a new pixel value of (301) smoothed as EP [x + 1] as a reference pixel. Where 'x' is the abscissa of the current macroblock.
또한, 현재 매크로블록에 대해 왼쪽 매크로블록의 화소 값을 사용할 수 있으면, 위쪽과 동일한 과정을 통하여 왼쪽 매크로블록의 화소 값을 필터링하여 EP[-y-1]이라는(302) 평활화된 새로운 화소 값을 참조 화소로 생성한다. 여기서 'y'는 현재 매크로블록의 세로축 좌표이다. If the pixel value of the left macro block can be used for the current macro block, the pixel value of the left macro block is filtered through the same process as above, and a new pixel value of (302) smoothed as EP [-y-1] As reference pixels. Where 'y' is the ordinate of the current macroblock.
이 두 값들이 생성되고 나면 현재 매크로블록의 각각의 화소에 화면내 예측부호화 과정(PredSample[x, y])(303)을 수행하게 되는데, 두 화소 값 모두 존재하는 경우에는 두 화소 값의 평균을, 두 화소 값 중 한가지 값만 존재하는 경우에는 존재하는 한가지 화소 값을 그대로 예측에 이용하고, 두 화소 값이 모두 존재하지 않는 경우에는 128이라는 화소 값을 예측에 이용하여, DC 인트라 예측 부호화를 수행하게 된다.After these two values are generated, an intra prediction encoding process (PredSample [x, y]) 303 is performed on each pixel of the current macroblock. If both of the pixel values are present, If there is only one of the two pixel values, one pixel value existing is used for prediction. If the two pixel values do not exist, a pixel value of 128 is used for prediction to perform DC intraprediction encoding do.
따라서 본 발명은 기존의 DC 화면내 예측 부호화 기법과 비교하여 보다 공간적 상관성을 고려하여 현재 매크로블록의 각각의 화소에 평활화하여 새롭게 생성된 각기 다른 화소 값을 예측에 이용함으로써, 화면내 예측 부호화 과정에서 발생하는 비트 량을 보다 감소시킬 수 있으며, 더욱 정확한 부호화를 수행할 수 있게 되는 것이다.Therefore, in comparison with the existing intra-DC intra-prediction coding method, the present invention smoothes each of the pixels of the current macroblock considering spatial correlation, and uses the newly generated pixel values for prediction, The amount of generated bits can be further reduced, and more accurate encoding can be performed.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
본 발명은 비디오 부호화에서 DC 화면내 예측 부호화 기술에 적용된다.
The present invention is applied to a DC intra-picture prediction coding technique in video coding.
10: 영상 제공부
100: 영상 부호화기
101: 공간적 정보 판단부
102: 참조 화소 생성부
103: 인트라 예측 결정부
104: DC 인트라 예측부10: image providing
100: image encoder
101: Spatial information determination unit
102: Reference pixel generation section
103: Intra prediction unit
104: DC intra prediction unit
Claims (15)
(a) 부호화 대상인 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록의 존재 여부로 공간적 상관성 정보를 탐색하는 단계;
(b) 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 화면내 예측 부호화시 참조 매크로블록으로 사용할 인접 매크로블록을 선택하는 단계;
(c) 상기 (b)단계에서 선택된 매크로블록의 화소 값을 5-탭 필터로 필터링하여 평활화하는 단계;
(d) 상기 탐색한 공간적 상관성 정보에 따라 상기 (c)단계에서 평활화된 인접 매크로블록의 화소 값을 이용하여 참조 화소를 생성하는 단계;
(e) 상기 생성한 참조 화소로 현재 매크로블록을 DC 인트라 예측 부호화하는 단계; 및
(f) 상기 (a)단계에서 공간적 상관성 정보를 탐색한 결과, 현재 매크로블록에 인접한 주변 매크로블록이 존재하지 않을 경우, 현재 매크로블록의 각각의 화소에 128의 화소 값을 예측하는 DC 화면내 예측 부호화 기법으로 현재 매크로블록을 DC 예측 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 화면내 예측 부호화방법.
A method for DC intra prediction coding of a current macroblock using spatial correlation information between a current macroblock and a neighboring macroblock adjacent thereto,
(a) searching for spatial correlation information based on the presence or absence of neighboring macroblocks adjacent to a current macroblock to be coded;
(b) selecting an adjacent macroblock to be used as a reference macroblock in intra-picture prediction coding according to the searched spatial correlation information;
(c) filtering the pixel values of the macroblock selected in step (b) by a 5-tap filter and smoothing the filtered pixel values;
(d) generating a reference pixel using pixel values of neighboring macroblocks smoothed in step (c) according to the searched spatial correlation information;
(e) DC intraprediction encoding the current macroblock with the generated reference pixel; And
(f) In the case where the neighboring macroblock adjacent to the current macroblock does not exist as a result of searching for the spatial correlation information in the step (a), a DC intra-prediction And performing DC prediction coding on a current macroblock using a coding technique.
[12] The method of claim 8, wherein the step (a) searches spatial correlation information by searching for neighboring macroblocks adjacent to the upper and left sides of the current macroblock.
[8] The method of claim 8, wherein in step (c), filtering is performed using a 5-tap filter with [1 4 6 4 1] / 16 using left and right pixel values of neighboring macroblocks adjacent to the current macroblock, Wherein the DC intra prediction encoding method comprises:
[8] The method of claim 8, wherein, in the step (d), if there is a macroblock on both the upper and left sides of the current macroblock, one of the pixel values of the smoothed upper macroblock and the smoothed left macroblock is selected, And a reference pixel is generated by averaging the two selected values.
[8] The method of claim 8, wherein, in the step (d), when a macroblock exists only in the upper side of the current macroblock, one of the smoothed pixel values of the uppermost macroblock adjacent to the current macroblock is generated as a reference pixel Wherein the DC intra-picture prediction coding method comprises:
[8] The method of claim 8, wherein, in the step (d), when a macroblock exists only on the left side of the current macroblock, a smoothed pixel value of the nearest left macroblock is generated as a reference pixel for each pixel of the current macroblock DC intra prediction encoding method.
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