KR101924455B1 - 인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

인트라 예측 모드 부호화 및 복호화 방법, 그리고 영상 복호화 장치 및 영상부호화 장치가 개시된다. 상기 인트라 예측 모드 복호화 방법은 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM(Most Probable Mode)을 도출하는 단계 및 상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 지시하는 MPM 플래그를 기반으로 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계를 포함한다.

Description

인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 장치{METHOD FOR ENCODING/DECODING OF INTRA PREDICTION MODE AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 영상의 부호화/복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인트라 예측 모드의 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
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 이용하여 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로는 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 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.
본 발명은 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 영상 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 인트라 예측 모드의 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 인트라 예측 모드 복호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM(Most Probable Mode)을 도출하는 단계 및 상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 지시하는 MPM 플래그를 기반으로 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계를 포함한다.
상기 MPM 플래그가 상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 것으로 지시하는 경우, 상기 도출된 MPM 중 MPM 인덱스가 지시하는 MPM을 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드로 도출하며, 상기 MPM 인덱스는, 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 상기 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시할 수 있다.
상기 MPM 플래그가 상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 것으로 지시하는 경우, 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계는, 상기 도출된 MPM을 모드값에 따라 정렬하는 단계, 전체 인트라 예측 모드 중 상기 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 기반으로 결정된 잔여 인트라 예측 모드를 상기 현재 예측 단위의 후보 인트라 예측 모드로 설정하는 단계 및 상기 현재 예측 단위의 후보 인트라 예측 모드를 상기 정렬된 MPM과 비교하여 상기 현재 예측 단위의 최종 인트라 예측 모드를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현재 예측 단위의 최종 인트라 예측 모드를 도출하는 단계에서는, 상기 현재 예측 단위의 후보 인트라 예측 모드가 상기 정렬된 MPM보다 크거나 같으면, 상기 현재 예측 단위의 후보 인트라 예측 모드의 모드값을 1만큼 증가시키면서 상기 정렬된 MPM과 순차적으로 비교하며, 상기 정렬된 MPM과의 비교가 종료되면, 상기 현재 예측 단위의 후보 인트라 예측 모드를 상기 현재 예측 단위의 최종 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다.
상기 도출된 MPM을 모드값에 따라 정렬하는 단계에서는, 상기 도출된 MPM을 모드값의 오름차순으로 정렬할 수 있다.
상기 도출된 MPM은 미리 정해진 순서대로 MPM 인덱스의 값이 할당되어 정렬된 것이며, 상기 주변 예측 단위는 상기 현재 예측 단위의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위 및 상기 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위일 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 영상 복호화 장치가 제공된다. 상기 장치는
비트스트림으로부터 MPM 플래그를 포함하는 인트라 예측 모드 정보를 엔트로피 복호화하는 엔트로피 복호화부 및 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM(Most Probable Mode)을 도출하고, 상기 MPM 플래그를 기반으로 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하고, 상기 도출된 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 예측부를 포함하며, 상기 MPM 플래그는 상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 지시한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 인트라 예측 모드 부호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM(Most Probable Mode)을 도출하는 단계 및 상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부에 근거하여 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계를 포함한다.
상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하면, 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계에서는, 상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM에 할당된 MPM 인덱스의 값을 도출할 수 있다.
상기 도출된 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않으면, 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계는, 상기 도출된 MPM을 모드값에 따라 정렬하는 단계, 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 후보 잔여 인트라 예측 모드로 설정하는 단계 및 상기 후보 잔여 인트라 예측 모드를 상기 정렬된 MPM 과 비교하여 상기 현재 예측 단위에 대한 잔여 인트라 예측 모드를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현재 예측 단위에 대한 잔여 인트라 예측 모드를 도출하는 단계에서는, 상기 후보 잔여 인트라 예측 모드가 상기 정렬된 MPM보다 크면, 상기 후보 잔여 인트라 예측 모드의 모드값을 1만큼 감소시키면서 상기 정렬된 MPM과 순차적으로 비교하며, 상기 정렬된 MPM과의 비교가 종료되면, 상기 후보 잔여 인트라 예측 모드를 상기 현재 예측 단위에 대한 잔여 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다.
상기 도출된 MPM을 모드값에 따라 정렬하는 단계에서는, 상기 도출된 MPM을 모드값의 오름차순으로 정렬할 수 있다.
상기 도출된 MPM은 미리 정해진 순서대로 MPM 인덱스의 값이 할당되어 정렬된 것이며, 상기 주변 예측 단위는 상기 현재 예측 단위의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위 및 상기 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 장치가 제공된다. 상기 장치는 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM(Most Probable Mode)을 도출하고, 상기 MPM 중 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부에 근거하여 MPM 플래그를 도출하고, 상기 MPM 플래그를 기반으로 상기 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출하고, 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 예측부 및 상기 MPM 플래그를 포함하는 상기 인트라 예측 모드에 대한 정보를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호화부를 포함한다.
인트라 예측 모드의 부호화/복호화 시, 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM 도출 후 항상 min/max 등과 같은 정렬 연산을 수행하지 않고, 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부에 따라 정렬 연산을 수행함으로써, 영상 부호화기/복호화기의 연산 복잡도를 감소시킬 수 있다. 또는, 잔여 인트라 예측 모드와 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM과의 비교 시 추가적인 조건 검사를 수행함으로써 MPM의 정렬 연산 없이 인트라 예측 모드를 부호화/복호화할 수 있다. 본 발명은 기존의 비디오 코덱이 사용되는 모든 응용 분야에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 인트라 예측 모드의 예측 방향 및 각 예측 방향에 할당된 모드값의 일실시예를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 MPM을 도출하기 위해 사용되는 주변 예측 단위의 일실시예를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 5는 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 신택스(syntax)의 일예이다.
도 7은 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 도 5의 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 적용한 경우, MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 부호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 9는 도 5의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 13은 도 10의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 15는 도 14의 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 부호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 16은 도 14의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 17은 도 14의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 다른 예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
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.
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.
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.
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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽처 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 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.
픽처 분할부(110)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit; PU 또는 Prediction Block; PB)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit; TU 또는 Transform Block; TB)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit; CU 또는 Coding Block; CB)일 수도 있다. 또한, 픽처 분할부(110)는 픽처를 슬라이스/타일/서브스트림 등으로 분할할 수도 있다.
픽처 분할부(110)에서는 하나의 픽처에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽처를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽처는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽처에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(Coding Tree Unit; CTU)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 부호화 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있으며, 분할된 부호화 단위는 재차 분할될 수 있다. 이때, 분할의 회수는 부호화 단위의 최소 크기 또는 부호화 단위가 가질 수 있는 최대 깊이 등을 통해 제한될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위의 의미를 부호화를 하는 단위라는 의미뿐만 아니라 복호화를 하는 단위의 의미로 사용할 수 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할되거나 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 하나의 예측 단위의 형태가 다른 예측 단위의 형태와 다른 형태를 가지고 분할될 수 있다.
부호화 단위(2N x 2N)를 기초로 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위(N x N)으로 분할하지 않고 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때, N은 부호화 단위(또는 블록)의 가로 또는 세로 길이의 반에 해당할 수 있다.
예측부(120, 125)는 화면 간 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 화면 내 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 모드가 결정되는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측 모드는 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽처 보간부, 움직임 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽처 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽처 정보를 제공받고 참조 픽처에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
움직임 예측부는 참조 픽처 보간부에 의해 보간된 참조 픽처를 기초로 움직임 예측을 수행할 수 있다. 움직임 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터값을 가질 수 있다. 움직임 예측부에서는 움직임 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 움직임 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽처 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 이때, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수도 있다.
화면 내 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측한 화면 내 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
화면 내 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측 및 좌측 하단에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단 및 상단 우측에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 그러나 화면 내 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 일반적으로 부호화 단위와 예측 단위의 크기가 같을 수 있으며, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 의 예측 단위 분할을 사용하는 화면 내 예측을 사용할 수 있다.
*화면 내 예측 방법은 예측 모드 또는 블록의 크기에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 화면 내 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 화면 내 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 화면 내 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 예측 단위(블록)의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서는 예측 블록과 원본 블록의 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록을 생성할 수 있다. 예측 블록은 예측 단위 혹은 변환 단위별로 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 DST를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 또는 변환 블록의 크기 또는 색 성분(휘도 신호인지 색차 신호인지의) 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 화면 내 예측 모드 또는 색 성분에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 화면 내 예측 모드 또는 색 성분에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 역양자화된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽처에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽처에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀 값을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상 또는 오프셋 보정을 적용한 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽처를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽처는 화면 간 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 역양자화된 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기의 변환부에서 수행한 DCT 및 DST에 대응하여 역 DCT 및 역 DST를 수행할 수 있다. 영상 부호화기의 변환부에서는 DCT와 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 영상 복호화기의 역변환부(225)에서도, 영상 부호화기에서 수행된 DCT/DST에 대응하여, 휘도 성분/색 성분 여부, 블록의 크기, 예측 모드 등에 따라서 역변환을 수행할 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽처 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측 또는 좌측 하단에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단 또는 상단 우측에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행하지만, 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 일반적으로 부호화 단위와 예측 단위의 크기가 같을 수 있으며, 최소 부호화 단위에 대해서만 N x N 의 예측 단위 분할을 사용하는 화면 내 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 화면 간 예측부 및 화면 내 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 화면 내 예측 방법의 예측 모드 정보, 화면 간 예측 방법의 움직임 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 화면 간 예측을 수행하는지 아니면 화면 내 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 화면 간 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다.
화면 간 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 움직임 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode) 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽처 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 화면 내 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드 또는 블록 크기에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드 또는 크기가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽처는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 복원된 블록에 디블록킹 필터링, 오프셋 보정, ALF(Adaptive Loop Filter) 등을 적용할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽처 또는 블록을 저장하여 참조 픽처 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽처를 출력부로 제공할 수 있다.
이하, 블록은 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 블록은 경우에 따라 부호화 단위(CU; Coding Unit), 예측 단위(PU; Prediction Unit), 변환 단위(TU; Transform Unit) 등을 의미할 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 부호화/복호화 대상 블록은, 변환/역변환이 수행되는 경우의 변환/역변환 대상 블록 및 예측이 수행되는 경우의 예측 대상 블록 등을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
화면 내 예측(Intra prediction)(또는, 인트라 예측)은 현재 예측 단위(Prediction Unit; PU)(또는, 현재 PU, 현재 예측 블록)의 인트라 예측 모드를 기초로 수행될 수 있고, 인트라 예측 모드는 부호화기에 의해 부호화되어 복호화기로 전송될 수 있다. 이때, 전송되는 비트량을 감소시키고 부호화 효율을 높이기 위해, 부호화기는 인트라 예측 모드를 예측하는 방법을 사용할 수 있다.
현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위에 인접한 주변(neighboring) 예측 단위(또는, 주변 PU, 주변 블록)의 예측 모드와 상관성이 크기 때문에, 부호화기는 주변 예측 단위의 예측 모드를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 부호화할 수 있다. 이러한 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 예측된 모드를 MPM(Most Probable Mode)이라 한다.
도 3은 인트라 예측 모드의 예측 방향 및 각 예측 방향에 할당된 모드값의 일실시예를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 3의 (a) 및 (b) 각각은 복수의 인트라 예측 모드를 도시하며, 각각의 인트라 예측 모드는 서로 다른 방향성을 가진다. 또한, 각각의 인트라 예측 모드에는 서로 다른 모드값이 할당된다. 예컨대, 각각의 인트라 예측 모드에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 모드값이 할당될 수 있고, 또는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 모드값이 할당될 수도 있다.
현재 표준화 논의가 진행 중인 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 인트라 예측에서는, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 최대 0~34까지의 모드값을 갖는 총 35가지의 예측 모드가 존재하며, 각 예측 모드는 서로 다른 모드값을 가질 수 있다.
*예를 들어, Planar 모드(예컨대, 도 3의 (a) 및 (b)에서 모드값이 0)와 DC 모드(예컨대, 도 3의 (a)에서 모드값이 3, 또는 도 3의 (b)에서 모드값이 1)와 같이 방향성을 고려하지 않은 예측 모드가 존재할 수 있다. 또한, 수직 방향성을 가지는 예측 모드(예컨대, 도 3의 (a)에서 모드값이 1, 또는 도 3의 (b)에서 모드값이 26)와 수평 방향성을 가지는 예측 모드(예컨대, 도 3의 (a)에서 모드값이 2, 또는 도 3의 (b)에서 모드값이 10) 등과 같이 방향성을 가지는 예측 모드가 존재할 수 있다.
부호화기는 도 3에 도시된 바와 같은 35가지의 예측 모드를 기반으로 현재 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하고, 예측을 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보를 부호화한다. 이때, 부호화 효율을 향상시키기 위해, 부호화기는 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하고, 도출된 MPM을 기초로 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
도 4는 MPM을 도출하기 위해 사용되는 주변 예측 단위의 일실시예를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위(410)의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화하는데 사용되는 MPM을 도출하기 위해, 현재 예측 단위(410)와 공간적으로 인접한 주변 예측 단위들 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다.
예를 들어, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위(410)의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위(420)와 현재 예측 단위(410)의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위(430)를 주변 예측 단위로 이용할 수 있다. 이때, 왼쪽 예측 단위(420)의 예측 모드와 위쪽 예측 단위(430)의 예측 모드를 MPM으로 도출할 수 있다.
도 5는 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 6은 도 5에 도시된 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 신택스(syntax)의 일예이다.
도 5를 참조하면, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출한다(S510).
예를 들어, 주변 예측 단위는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 예측 단위의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위와 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위일 수 있다. 이때, 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드와 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드가 MPM으로 도출될 수 있다. 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 구체적인 방법은 도 7을 참조하여 후술한다.
부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM을 모드값에 따라 정렬(sorting)한다(S520). 예를 들어, 왼쪽 예측 단위와 위쪽 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출된 경우, MPM의 모드값을 기초로 min/max 연산을 수행하여 모드값 크기에 따라 2개의 MPM을 정렬할 수 있다.
부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단한다(S530). 이때, 부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 지시하는 플래그를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다. 이하, 상기 플래그는 MPM 플래그라 한다. 예를 들어, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag(도 6의 610)일 수 있다. 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그의 값은 0일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 인덱스를 부호화 및/또는 복호화한다(S540). 이하, 상기 인덱스는 MPM 인덱스라 한다. 예를 들어, MPM 인덱스는 mpm_idx(도 6의 620)일 수 있다. MPM 인덱스를 이용하여 현재 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화할 경우, 부호화 효율을 높일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 부호화기 및/또는 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드(remaining intra prediction mode)(또는, 잔여 예측 모드, 잔여 모드)를 이용하여 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화한다(S550). 예를 들어, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode(도 6의 630)일 수 있다.
부호화기 및/또는 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 더 작은 비트로 부호화 및/또는 복호화하기 위하여, 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 잔여 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 0~34의 모드값을 가지는 최대 35가지의 인트라 예측 모드 중에서 도출된 2개의 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 0~32의 모드값으로 재정렬하고, 재정렬된 인트라 예측 모드를 이용하여 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 부호화 및/또는 복호화함으로써 부호화 효율을 높일 수 있다.
도 7은 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
주변 예측 단위는 현재 예측 단위에 공간적으로 인접한 블록으로, 도 7의 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 현재 예측 단위의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위 및 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위를 주변 예측 단위로 가정한다.
도 7을 참조하면, 부호화기는 왼쪽 예측 단위와 위쪽 예측 단위로부터 각각 부호화 정보를 가져온다(S710, S715).
부호화기는 왼쪽 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있고 인트라 예측 블록이며(S720), 또한 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰 경우(S730), 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드를 왼쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S740).
상기와 같은 방법으로, 부호화기는 위쪽 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있고 인트라 예측 블록이며(S725), 또한 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰 경우(S735), 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드를 위쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S745).
그러나 왼쪽 예측 단위가 단계 S720 및 단계 S730의 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 상기 3가지 조건(주변 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있는지에 대한 조건, 주변 예측 단위가 인트라 예측 블록인지에 대한 조건, 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰지에 대한 조건) 중 하나라도 만족하지 못하는 경우(S720, S730), 부호화기는 Planar 모드를 왼쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S750). 또는, 위쪽 예측 단위가 단계 S725 및 단계 S735의 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 상기 3가지 조건 중 하나라도 만족하지 못하는 경우(S725, S735), 부호화기는 Planar 모드를 위쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S755).
이때, 부호화기는 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 주변 예측 단위(예컨대, 왼쪽 예측 단위 및 위쪽 예측 단위)의 인트라 예측 모드보다 큰지에 대한 조건을 검사하는 단계 S730 및 단계 S735를 생략하여 수행할 수도 있다.
부호화기는 상술한 바와 같이 왼쪽 예측 단위 및 위쪽 예측 단위로부터 2개의 MPM(예컨대, 왼쪽 MPM, 위쪽 MPM)을 도출한 뒤, 2개의 MPM이 동일한지 여부를 검사하는 중복성 체크를 수행한다(S760).
왼쪽 MPM과 위쪽 MPM이 같은 경우, 부호화기는 왼쪽 MPM이 Planar 모드이면 위쪽 MPM을 DC 모드로 도출할 수 있고, 왼쪽 MPM이 Planar 모드가 아니면 위쪽 MPM을 Planar 모드로 도출할 수 있다(S770).
왼쪽 MPM과 위쪽 MPM이 같지 않거나, 또는 단계 S770을 수행한 다음, 부호화기는 MPM의 모드값을 기초로 정렬(sorting) 연산을 수행하여 2개의 MPM을 예컨대, 모드값의 오름차순 또는 내림차순으로 정렬할 수 있다(S780).
예를 들어, 왼쪽 MPM과 위쪽 MPM에 대해 min/max 연산을 수행하여, 2개의 MPM 중 작은 모드값을 가지는 MPM을 첫 번째 MPM으로 도출할 수 있고, 2개의 MPM 중 큰 모드값을 가지는 MPM을 두 번째 MPM으로 도출할 수 있다. 이때, 첫 번째 MPM은 MPM 인덱스의 값이 0으로 할당될 수 있고, 두 번째 MPM은 MPM 인덱스의 값이 1로 할당될 수 있다.
상술한 도 7의 실시예에 따른 MPM 도출 방법은 부호화기에서 수행되는 것으로 설명하였으나, 복호화기에서도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 복호화기에서 MPM을 도출하는 방법에 대한 설명은 생략하도록 한다.
*도 8은 도 5의 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 적용한 경우, MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 부호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 8의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 주변 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출된 것으로 가정한다. 예컨대, 상술한 도 7에서와 같이, 첫 번째 MPM 및 두 번째 MPM이 도출될 수 있다. 도 8의 실시예는 3개 또는 그 이상의 MPM이 도출된 경우에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 부호화기는 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단하고, 이를 MPM 플래그를 이용하여 부호화할 수 있다(S810). 예컨대, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그의 값은 0일 수 있다.
주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 부호화기는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 MPM 인덱스를 부호화할 수 있다(S820). 예컨대, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있다.
주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 부호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다. 예컨대, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다.
보다 구체적으로, 부호화기는 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)에 현재 예측 단위로부터 도출된 인트라 예측 모드의 모드값(예컨대, IntraPredMode)을 넣는다(S830).
부호화기는 단계 S830에서 결정된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값이 도출된 MPM 중 두 번째 MPM의 모드값(예컨대, candModeList[1])보다 크면, 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 1만큼 감소시킨다(S840).
부호화기는 단계 S840에서 결정된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값이 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM의 모드값(예컨대, candModeList[0])보다 크면, 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 1만큼 감소시킨다(S850).
부호화기는 단계 S830~S850에 의해 결정된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 현재 예측 단위에 대한 최종적인 인트라 예측 모드로 부호화할 수 있다(S860).
도 9는 도 5의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 9의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 주변 예측 단위로부터 2개의 MPM이도출된 것으로 가정한다. 예컨대, 상술한 도 7에서와 같이, 첫 번째 MPM 및 두 번째 MPM이 도출될 수 있다. 도 9의 실시예는 3개 또는 그 이상의 MPM이 도출된 경우에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 복호화기는 MPM 플래그를 복호화하고, 복호화된 MPM 플래그를 기반으로 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S910). 예컨대, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 0일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 복호화기는 MPM 인덱스를 복호화하고, 복호화된 MPM 인덱스를 기반으로 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다(S920). 상술한 바와 같이, MPM 인덱스는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 인덱스이다. 예를 들어, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있으며, MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)가 지시하는 MPM(예컨대, candModeList[mpm_idx])을 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)로 도출할 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하여 현재 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 잔여 인트라 예측 모드는 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 부호화된 예측 모드이다. 예컨대, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다.
보다 구체적으로, 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 복호화하고, 복호화된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 도출할 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)에 할당한다(S930).
복호화기는 단계 S930에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM의 모드값(예컨대, candModeList[0])보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S940).
복호화기는 단계 S940에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 두 번째 MPM의 모드값(예컨대, candModeList[1])보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S950).
복호화기는 단계 S930~S950에 의해 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)를 현재 예측 단위에 대한 최종적인 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화 시, 기존의 방법에서는 주변 블록으로부터 MPM을 도출하고, 도출된 MPM에 min/max와 같은 정렬(sorting) 연산을 수행하여 MPM의 모드값에 따라 도출된 MPM을 정렬한다. 이때, 정렬된 MPM에 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)를 할당한다. 예컨대, 2개의 MPM이 도출된 경우, 예측 모드가 낮은 값을 갖는 MPM은 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값을 0으로 할당하고, 예측 모드가 높은 값을 갖는 MPM은 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값을 1로 할당할 수 있다. 그러나, MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)는 문맥 기반 이진 산술 부호화의 바이패스(bypass) 모드를 통해 확률을 고려하지 않고 엔트로피 부호화 및/또는 복호화되기 때문에, MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 부호화 및/또는 복호화를 위한 min/max와 같은 정렬(sorting) 연산 과정은 부호화 효율에 영향을 미치지 못하고 오히려 부호화 및/또는 복호화를 위한 복잡도만 증가시킬 수 있다. 또한, 기존의 방법에서는 주변 예측 단위로부터 도출된 하나 이상의 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부에 관계없이, 항상 MPM의 모드값의 대소 관계에 따라 MPM을 정렬을 함으로써 추가적인 연산을 수행하게 되고 연산 복잡도를 증가시키게 된다.
따라서, 본 발명에서는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화 할 때, 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출한 후 항상 수행하는 min/max와 같은 정렬 연산의 횟수를 감소시켜 부호화기 및/또는 복호화기의 연산 복잡도를 줄일 수 있는 방법을 제공한다.
이를 위해서, 본 발명에서는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화 할 때, 우선 주변 예측 단위로부터 하나 이상의 MPM을 도출하고, 도출된 MPM의 모드값에 관계없이 미리 정의된 순서로 도출된 MPM에 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)를 할당한다. 예컨대, 왼쪽 예측 단위로부터 도출된 MPM에는 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값을 0으로 할당하고 위쪽 예측 단위로부터 도출된 MPM에는 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값을 1로 할당하거나, 또는 그 반대로 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)를 할당할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 MPM의 모드값을 고려하지 않고 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 순서를 정함으로써, 기존의 min/max 연산 등을 수행하여 MPM을 정렬한 후 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)를 할당하는 방법보다 간단하다.
이때, 주변 예측 단위로부터 도출된 하나 이상의 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 본 발명에서는 도출된 MPM의 모드값에 관계없이 미리 정의된 순서로 할당된 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)를 이용하여 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화한다. 그렇지 않고, 상기 주변 예측 단위로부터 도출된 하나 이상의 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우에는, MPM 값들을 정렬하고 MPM의 모드값에 기반하여 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 결정하고, 이를 부호화한다. 이 경우, 복호화기에서는 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 기반으로 원래의 인트라 예측 모드를 도출한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 실시예들에서는 설명의 편의를 위해서 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출되는 것으로 가정하여 설명한다. 이는 하나의 예시이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 따른 실시예들에서 주변 예측 단위는 현재 예측 단위의 왼쪽에 위치한 왼쪽 예측 단위와 현재 예측 단위의 위쪽에 위치한 위쪽 예측 단위인 것으로 예를 들어 설명하나, 현재 예측 단위와 공간적으로 인접한 다양한 주변 예측 단위를 이용하여 MPM을 도출할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 일반적으로 현재 예측 단위와 인접한 주변 예측 단위로부터 하나 이상의 MPM을 도출하여 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화하는 것으로 확장될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 10을 참조하면, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출한다(S1010).
예를 들어, 주변 예측 단위는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 예측 단위의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위와 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위일 수 있다. 이때, 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드와 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드가 MPM으로 도출될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 구체적인 방법은 도 11 및 도 12를 참조하여 후술한다.
부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단한다(S1020). 부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 지시하는 MPM 플래그를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다. 예를 들어, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 만일, 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그의 값은 0일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 인덱스를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다(S1030). 상술한 바와 같이, 상기 인덱스는 MPM 인덱스이며, 예컨대 MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM을 MPM의 모드값에 근거하여 정렬(sorting)한다(S1040). 예를 들어, 왼쪽 예측 단위와 위쪽 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출된 경우, MPM의 모드값을 기초로 min/max 연산 등과 같은 정렬 연산을 통해, 모드값 크기에 따라 2개의 MPM을 정렬할 수 있다.
그리고, 부호화기 및/또는 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다(S1050). 예를 들어, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 잔여 인트라 예측 모드를 더 작은 비트로 부호화 및/또는 복호화하기 위하여, 부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 도출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
주변 예측 단위는 현재 예측 단위에 공간적으로 인접한 블록으로, 도 11의 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 현재 예측 단위의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위 및 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위를 주변 예측 단위로 가정한다.
도 11을 참조하면, 부호화기는 현재 예측 단위에 인접한 왼쪽 예측 단위와 위쪽 예측 단위로부터 각각 부호화 정보를 가져온다(S1110, S1115).
부호화기는 왼쪽 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있고 인트라 예측 블록이며(S1120), 또한 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰 경우(S1130), 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드를 왼쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1140).
상기와 같은 방법으로, 부호화기는 위쪽 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있고 인트라 예측 블록이며(S1125), 또한 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰 경우(S1135), 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드를 위쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1145).
그러나 왼쪽 예측 단위가 단계 S1120 및 단계 S1130의 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 상기 3가지 조건(주변 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있는지에 대한 조건, 주변 예측 단위가 인트라 예측 블록인지에 대한 조건, 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰지에 대한 조건) 중 하나라도 만족하지 못하는 경우(S1120, S1130), 부호화기는 Planar 모드를 왼쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1150). 또는, 위쪽 예측 단위가 단계 S1125 및 단계 S1135의 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 상기 3가지 조건 중 하나라도 만족하지 못하는 경우(S1125, S1135), 부호화기는 Planar 모드를 위쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1155).
이때, 부호화기는 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 주변 예측 단위(예컨대, 왼쪽 예측 단위 및 위쪽 예측 단위)의 인트라 예측 모드보다 큰지에 대한 조건을 검사하는 단계 S1130 및 단계 S1135를 생략하여 수행할 수도 있다.
부호화기는 상술한 바와 같이 왼쪽 예측 단위 및 위쪽 예측 단위로부터 2개의 MPM(예컨대, 왼쪽 MPM, 위쪽 MPM)을 도출한 뒤, 2개의 MPM이 동일한지 여부를 검사하는 중복성 체크를 수행한다(S1160).
2개의 MPM(왼쪽 MPM과 위쪽 MPM)이 동일한 경우, 부호화기는 왼쪽 MPM이 Planar 모드이면 위쪽 MPM을 DC 모드로 도출할 수 있고, 왼쪽 MPM이 Planar 모드가 아니면 위쪽 MPM을 Planar 모드로 도출할 수 있다(S1170).
2개의 MPM에 대한 중복성 체크를 수행한 다음, 즉 2개의 MPM(왼쪽 MPM과 위쪽 MPM)이 동일하지 않거나 또는 단계 S1170을 수행한 다음, 부호화기는 MPM의 모드값에 관계없이 미리 정의된 순서로 2개의 MPM(왼쪽 MPM과 위쪽 MPM)에 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값을 할당한다(S1180).
예를 들어, 왼쪽 MPM을 첫 번째 MPM으로 도출할 수 있고, 위쪽 MPM을 두 번째 MPM으로 도출할 수 있다. 또는, 위쪽 MPM을 첫 번째 MPM으로 도출할 수 있고, 왼쪽 MPM을 두 번째 MPM으로 도출할 수도 있다. 첫 번째 MPM은 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값이 0으로 할당된 MPM일 수 있고, 두 번째 MPM은 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값이 1로 할당된 MPM일 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
주변 예측 단위는 현재 예측 단위에 공간적으로 인접한 블록으로, 도 12의 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 현재 예측 단위의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위 및 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위를 주변 예측 단위로 가정한다.
도 12를 참조하면, 부호화기는 현재 예측 단위에 인접한 왼쪽 예측 단위와 위쪽 예측 단위로부터 각각 부호화 정보를 가져온다(S1210, S1215).
부호화기는 왼쪽 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있고 인트라 예측 블록이며(S1220), 또한 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰 경우(S1230), 왼쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드를 왼쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1240).
상기와 같은 방법으로, 부호화기는 위쪽 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있고 인트라 예측 블록이며(S1225), 또한 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰 경우(S1235), 위쪽 예측 단위의 인트라 예측 모드를 위쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1245).
그러나 왼쪽 예측 단위가 단계 S1220 및 단계 S1230의 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 상기 3가지 조건(주변 예측 단위가 부호화 정보를 가지고 있는지에 대한 조건, 주변 예측 단위가 인트라 예측 블록인지에 대한 조건, 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드보다 큰지에 대한 조건) 중 하나라도 만족하지 못하는 경우(S1220, S1230), 부호화기는 DC 모드를 왼쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1250). 또는, 위쪽 예측 단위가 단계 S1225 및 단계 S1235의 조건을 만족하지 못하는 경우, 즉 상기 3가지 조건 중 하나라도 만족하지 못하는 경우(S1225, S1235), 부호화기는 DC 모드를 위쪽 MPM으로 도출할 수 있다(S1255).
이때, 부호화기는 현재 예측 단위가 가질 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 주변 예측 단위(예컨대, 왼쪽 예측 단위 및 위쪽 예측 단위)의 인트라 예측 모드보다 큰지에 대한 조건을 검사하는 단계 S1230 및 단계 S1235를 생략하여 수행할 수도 있다.
부호화기는 상술한 바와 같이 왼쪽 예측 단위 및 위쪽 예측 단위로부터 2개의 MPM(예컨대, 왼쪽 MPM, 위쪽 MPM)을 도출한 뒤, 2개의 MPM이 동일한지 여부를 검사하는 중복성 체크를 수행한다(S1260).
2개의 MPM(왼쪽 MPM과 위쪽 MPM)이 동일한 경우, 부호화기는 왼쪽 MPM이 DC 모드이면 위쪽 MPM을 Planar 모드로 도출할 수 있고, 왼쪽 MPM이 DC 모드가 아니면 위쪽 MPM을 DC 모드로 도출할 수 있다(S1270).
2개의 MPM에 대한 중복성 체크를 수행한 다음, 즉 2개의 MPM(왼쪽 MPM과 위쪽 MPM)이 동일하지 않거나 또는 단계 S1270을 수행한 다음, 부호화기는 MPM의 모드값에 관계없이 미리 정의된 순서로 2개의 MPM(왼쪽 MPM과 위쪽 MPM)에 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값을 할당한다(S1280).
예를 들어, 왼쪽 MPM을 첫 번째 MPM으로 도출할 수 있고, 위쪽 MPM을 두 번째 MPM으로 도출할 수 있다. 또는, 위쪽 MPM을 첫 번째 MPM으로 도출할 수 있고, 왼쪽 MPM을 두 번째 MPM으로 도출할 수도 있다. 첫 번째 MPM은 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값이 0으로 할당된 MPM일 수 있고, 두 번째 MPM은 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)의 값이 1로 할당된 MPM일 수 있다.
상술한 도 11 및 도 12에서는, 부호화기가 본 발명의 실시예에 따른 MPM 도출 방법을 수행하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 MPM 도출 방법은 복호화기에서도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 복호화기에서 MPM을 도출하는 방법에 대한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상술한 도 10의 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 적용하여, 본 발명의 실시예에 따른 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 부호화할 경우에는 도 8의 실시예에서 설명한 것과 동일한 방법으로 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 부호화하는 방법에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 13은 도 10의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 13의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 주변 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출된 것으로 가정한다. 예컨대, 상술한 도 11 또는 도 12에서와 같이, MPM 인덱스의 값이 0으로 할당된 첫 번째 MPM과 MPM 인덱스의 값이 1로 할당된 두 번째 MPM이 도출될 수 있다. 도 13의 실시예는 3개 또는 그 이상의 MPM이 도출된 경우에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 13을 참조하면, 복호화기는 MPM 플래그를 복호화하고, 복호화된 MPM 플래그를 기반으로 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S1310). 예컨대, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 0일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 복호화기는 MPM 인덱스를 복호화하고, 복호화된 MPM 인덱스를 기반으로 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다(S1320). 상술한 바와 같이, MPM 인덱스는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 인덱스이다. 예를 들어, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있으며, MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)가 지시하는 MPM(예컨대, candModeList[mpm_idx])을 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)로 도출할 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 복호화기는 도출된 MPM을 정렬 연산을 통해 MPM의 모드값에 따라 정렬하고, 잔여 인트라 예측 모드를 복호화한 다음, 이들을 이용하여 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 잔여 인트라 예측 모드는 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 부호화된 예측 모드이다. 예컨대, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다.
보다 구체적으로, 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 복호화하고, 복호화된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 도출할 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)에 할당한다(S1330).
복호화기는 단계 S1330에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이, 도출된 MPM 중 정렬 연산을 통해 획득된 작은 모드값을 갖는 MPM보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S1340). 예컨대, 도 11 또는 도 12에서와 같은 방법으로 도출된 2개의 MPM, 예컨대 첫 번째 MPM(candModeList[0])과 두 번째 MPM(candModeList[1])에 min 연산을 수행하면 2개의 MPM 중 작은 모드값을 가지는 MPM을 획득할 수 있다.
복호화기는 단계 S1340에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이, 도출된 MPM 중 정렬 연산을 통해 획득된 큰 모드값을 갖는 MPM보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S1350). 예컨대, 도 11 또는 도 12에서와 같은 방법으로 도출된 2개의 MPM, 예컨대 첫 번째 MPM(candModeList[0])과 두 번째 MPM(candModeList[1])에 max 연산을 수행하면 2개의 MPM 중 큰 모드값을 가지는 MPM을 획득할 수 있다.
복호화기는 단계 S1330~S1350에 의해 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)를 현재 예측 단위에 대한 최종적인 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법은, 주변 예측 단위로부터 도출된 하나 이상의 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가진 MPM이 존재하지 않을 경우에 대해서만 MPM의 모드값을 기초로 정렬 연산이 수행되기 때문에, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부에 관계없이 항상 MPM의 모드값을 기초로 정렬 연산이 수행되는 기존 방법보다 부호화 및/또는 복호화 복잡도를 감소시킬 수 있다.
아래 표 1은 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값에 대한 확률 분포의 일예를 나타낸다. 여기서, MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값이 0이면, 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우이다. MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값이 1이면, 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우이다.
Figure 112017116037864-pat00001
표 1을 참조하면, MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값이 0일 확률은 약 83%일 수 있고, MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값이 1일 확률은 약 17%일 수 있다.
따라서, 상술한 도 10의 실시예에서와 같은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 적용하면, MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값이 0인 경우에만 MPM 정렬 과정이 수행되기 때문에, 부호화기 및/또는 복호화기에서는 MPM의 정렬을 위한 연산 과정을 약 17% 정도 줄일 수 있다.
이하에서는 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값, 즉 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부에 관계없이, MPM 정렬 연산 과정을 수행하지 않고 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화할 수 있는 방법을 제공한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 14를 참조하면, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위에 인접한 주변 예측 단위로부터 MPM을 도출한다(S1410).
예를 들어, 주변 예측 단위는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 예측 블록의 왼쪽에 인접한 왼쪽 예측 단위와 현재 예측 블록의 위쪽에 인접한 위쪽 예측 단위일 수 있다. 상술한 도 11 또는 도 12에서 도시된 바와 같이, 왼쪽 예측 단위와 위쪽 예측 단위로부터 MPM을 도출할 수 있다.
부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단한다(S1420). 부호화기 및/또는 복호화기는 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 지시하는 MPM 플래그를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다. 예를 들어, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 만일, 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그의 값은 0일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 부호화기 및/또는 복호화기는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 MPM 인덱스를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다(S1430). 예컨대, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 부호화기 및/또는 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다(S1440). 예를 들어, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 부호화 및/또는 복호화 하는데 필요한 비트 수를 감소시키기 위해서 도출된 MPM의 모드값을 고려하여 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 도출하고, 이를 부호화 및/또는 복호화할 수 있다. 예컨대, 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드의 모드값을 기반으로 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 도출할 수 있다.
도 14에서 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법은, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부와 관계없이 MPM 정렬 연산 과정을 생략할 수 있으므로, 도 10의 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법보다 부호화기 및/또는 복호화기의 연산 복잡도를 감소시킬 수 있다. 이하, 도 15 내지 도 17을 참조하여 MPM 정렬 연산 없이도 인트라 예측 모드를 부호화 및/또는 복호화하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 15는 도 14의 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 부호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 15의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 주변 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출된 것으로 가정한다. 예컨대, 상술한 도 11 또는 도 12에서와 같이, MPM 인덱스의 값이 0으로 할당된 첫 번째 MPM과 MPM 인덱스의 값이 1로 할당된 두 번째 MPM이 도출될 수 있다. 도 15의 실시예는 3개 또는 그 이상의 MPM이 도출된 경우에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 15를 참조하면, 부호화기는 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단하고, 이를 MPM 플래그를 이용하여 부호화할 수 있다(S1510). 예컨대, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그의 값은 0일 수 있다.
주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 부호화기는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 MPM 인덱스를 부호화할 수 있다(S1520). 예컨대, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있다.
주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 부호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다. 예컨대, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다.
보다 구체적으로, 부호화기는 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)에 현재 예측 단위로부터 도출된 인트라 예측 모드의 모드값(예컨대, IntraPredMode)을 넣는다(S1530).
부호화기는 단계 S1530에서 결정된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값이 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM의 모드값(예컨대, candModeList[0])보다 크면, 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 1만큼 감소시킨다(S1540).
부호화기는 단계 S1540에서 결정된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값이 도출된 MPM 중 두 번째 MPM의 모드값(예컨대, candModeList[1])보다 크거나 같으면, 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 1만큼 감소시킨다(S1550).
부호화기는 단계 S1530~S1550에 의해 결정된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 현재 예측 단위에 대한 최종적인 인트라 예측 모드로 부호화할 수 있다(S1560).
도 16은 도 14의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 일예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 16의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 주변 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출된 것으로 가정한다. 예컨대, 상술한 도 11 또는 도 12에서와 같이, MPM 인덱스의 값이 0으로 할당된 첫 번째 MPM과 MPM 인덱스의 값이 1로 할당된 두 번째 MPM이 도출될 수 있다. 도 16의 실시예는 3개 또는 그 이상의 MPM이 도출된 경우에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 16을 참조하면, 복호화기는 MPM 플래그를 복호화하고, 복호화된 MPM 플래그를 기반으로 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S1610). 예컨대, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 0일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 복호화기는 MPM 인덱스를 복호화하고, 복호화된 MPM 인덱스를 기반으로 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다(S1620). 상술한 바와 같이, MPM 인덱스는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 인덱스이다. 예를 들어, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있으며, MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)가 지시하는 MPM(예컨대, candModeList[mpm_idx])을 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)로 도출할 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하고, 복호화된 잔여 인트라 예측 모드와 도출된 MPM을 이용한 조건식을 통해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 따라서, 복호화기는 추가적인 조건 검사만으로 MPM의 재정렬 과정을 수행하지 않고 인트라 예측 모드를 복호화할 수 있다.
잔여 인트라 예측 모드는, 상술한 바와 같이, 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 부호화된 예측 모드이다. 예컨대, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다.
보다 구체적으로, 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 복호화하고, 복호화된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 도출할 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)에 할당한다(S1630).
복호화기는 단계 S1630에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM의 모드값(candModeList[0])보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다. 또는, 단계 S1630에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값에 1을 더한 값이 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM의 모드값(candModeList[0])과 같고, 단계 S1630에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 두 번째 MPM의 모드값(candModeList[1])보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S1640).
복호화기는 단계 S1640에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 두 번째 MPM의 모드값(candModeList[1])보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S1650).
복호화기는 단계 S1630~S1650에 의해 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)를 현재 예측 단위에 대한 최종적인 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다.
도 17은 도 14의 인트라 예측 모드의 복호화 방법을 적용한 경우, 본 발명에 따라 MPM 인덱스 및 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법의 다른 예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 17의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 주변 예측 단위로부터 2개의 MPM이 도출된 것으로 가정한다. 예컨대, 상술한 도 11 또는 도 12에서와 같이, MPM 인덱스의 값이 0으로 할당된 첫 번째 MPM과 MPM 인덱스의 값이 1로 할당된 두 번째 MPM이 도출될 수 있다. 도 17의 실시예는 3개 또는 그 이상의 MPM이 도출된 경우에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 17을 참조하면, 복호화기는 MPM 플래그를 복호화하고, 복호화된 MPM 플래그를 기반으로 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S1710). 예컨대, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)의 값은 0일 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하는 경우, 복호화기는 MPM 인덱스를 복호화하고, 복호화된 MPM 인덱스를 기반으로 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다(S1720). 상술한 바와 같이, MPM 인덱스는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드가 도출된 MPM 중 어느 MPM과 동일한지를 지시하는 인덱스이다. 예를 들어, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있으며, MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx)가 지시하는 MPM(예컨대, candModeList[mpm_idx])을 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)로 도출할 수 있다.
도출된 MPM 중 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우, 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드를 복호화하여 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 이때, 복호화기는 도출된 MPM의 정렬 연산 없이, 복호화된 잔여 인트라 예측 모드와 도출된 MPM을 이용한 조건식을 통해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
잔여 인트라 예측 모드는, 상술한 바와 같이, 주변 예측 단위로부터 도출된 MPM을 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 부호화된 예측 모드이다. 예컨대, 잔여 인트라 예측 모드는 rem_intra_luma_pred_mode일 수 있다.
보다 구체적으로, 복호화기는 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)를 복호화하고, 복호화된 잔여 인트라 예측 모드(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode)의 값을 도출할 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)에 할당한다(S1730).
복호화기는 단계 S1730에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값에 1을 더한 값이 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM의 모드값(candModeList[0])과 같고(조건1), 단계 S1730에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 두 번째 MPM의 모드값(candModeList[1])보다 크거나 같은지(조건2) 여부를 판단한다(S1740).
단계 S1740의 판단 결과에 따라 조건1과 조건2를 만족하는 경우, 복호화기는 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 2만큼 증가시킨다(S1750).
단계 S1740의 판단 결과에 따라 조건1과 조건2 중 하나라도 만족하지 못하는 경우, 복호화기는 단계 S1730에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 첫 번째 MPM의 모드값(candModeList[0])보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S1760).
복호화기는 단계 S1760에서 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값이 도출된 MPM 중 두 번째 MPM의 모드값(candModeList[1])보다 크거나 같으면, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)의 값을 1만큼 증가시킨다(S1770).
복호화기는 단계 S1730~S1770에 의해 결정된 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드(예컨대, IntraPredMode)를 현재 예측 단위에 대한 최종적인 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다.
본 발명에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법은, MPM 도출 후 항상 min/max와 같은 정렬 연산을 수행하는 것이 아니라, 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 가지는 MPM이 존재하지 않는 경우에 잔여 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 시에만 min/max와 같은 정렬 연산을 수행하면 된다. 또는, 본 발명에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법은 잔여 인트라 예측 모드와 MPM의 비교를 통한 추가적인 조건 검사를 수행함으로써, MPM 도출 후 수행하는 min/max와 같은 정렬 연산을 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 인트라 예측 모드의 부호화 및/또는 복호화 방법을 적용할 경우, 부호화기 및/또는 복호화기의 연산 복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명은 기존의 비디오 코덱이 사용되는 모든 응용 분야에 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 비트스트림으로부터 현재 블록의 잔차 계수를 획득하는 단계;
    상기 잔차 계수에 역양자화 및 역변환을 수행하여, 상기 현재 블록의 잔차 샘플을 획득하는 단계;
    상기 현재 블록에 관한 복수의 후보 예측 모드들을 포함하는 MPM (Most Probable Mode) 리스트를 생성하는 단계, 여기서, 상기 복수의 후보 예측 모드들은 기-정의된 순서로 상기 MPM 리스트에 정렬됨;
    상기 MPM 리스트에 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 예측 모드가 존재하는지 여부를 지시하는 MPM 플래그를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계;
    상기 획득된 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 단계; 및
    상기 인트라 예측을 통해 유도된 상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 잔차 샘플을 기초로, 상기 현재 블록의 복원 샘플을 유도하는 단계
    를 포함하되,
    상기 MPM 플래그가 상기 MPM 리스트에 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 예측 모드가 존재함을 지시하는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 복수의 후보 예측 모드들 중 어느 하나로 결정되고,
    상기 MPM 플래그가 상기 MPM 리스트에 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 예측 모드가 존재하지 않음을 지시하는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계는,
    비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 관한 잔여 예측 모드를 획득하는 단계;
    상기 MPM 리스트에 포함된 복수의 후보 예측 모드들을 오름차순으로 재정렬하는 단계;
    상기 잔여 예측 모드를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정하고, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 상기 재정렬된 각각의 후보 예측 모드들과 순차적으로 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 후보 예측 모드들은 상기 현재 블록에 인접한 주변 블록의 인트라 예측 모드들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주변 블록은 상기 현재 블록에 인접한 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 후보 예측 모드들은 상기 좌측 이웃 블록의 인트라 예측 모드, 상기 상단 이웃 블록의 인트라 예측 모드의 순서로 정렬되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 MPM 리스트를 구성하는 상기 후보 예측 모드들의 개수는 3개인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 상기 재정렬된 MPM 리스트에 포함된 후보 예측 모드의 모드값보다 크거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드는 1만큼 증가한 값으로 갱신되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
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