KR101995551B1 - 영상 복호화 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 이용하여 효율적으로 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 부호화, 복호화하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 부호화 방법은, 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드가 색차 성분의 예측 단위에 이용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 소정 인트라 예측 모드들과 동일한 지 여부에 따라서, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 인트라 예측 모드 후보 그룹으로부터 제외하거나 다른 인트라 예측 모드로 대체함으로써 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성하고, 재구성된 인트라 예측 모드 후보 그룹을 이용하여 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화한다.
Description
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 휘도 성분의 영상 예측 단위에 대하여 결정된 인트라 예측 모드와 색차 성분의 인트라 예측 모드 사이의 상관 관계에 기초하여 색차 성분의 인트라 예측 모드를 효율적으로 부호화하는 영상 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 부호화 방법 및 장치, 및 영상 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding)와 같은 영상 압축 방식에서는 영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처를 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측 및 인트라 예측에서 이용가능한 모든 부호화 모드에서 각각의 매크로 블록을 부호화한 다음, 매크로 블록의 부호화에 소요되는 비트율과 원 매크로 블록과 복호화된 매크로 블록과의 왜곡 정도에 따라서 부호화 모드를 하나 선택하여 매크로 블록을 부호화한다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 매크로블록에 기반하여 제한된 예측 모드에 따라 부호화되고 있다.
본 발명은 휘도 영상 성분 예측 단위에 대하여 결정된 인트라 예측 모드에 기초하여, 휘도 영상 성분 예측 단위와 대응되는 색차 영상 성분 예측 단위의 인트라 예측 모드를 효율적으로 부호화, 복호화하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 비트스트림으로부터 영상을 구성하는 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하는 단계; 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 예측 모드가 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 하나인 경우, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대응하는 제 2 영상 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드로서 대각선 모드를 포함하는 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹을 획득하는 단계; 상기 비트스트림으로부터 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 상기 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 인트라 예측 모드들 중 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 결정된 인트라 예측 모드에 따라서 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹은 상기 플래너 모드, 상기 DC 모드 및 복수 개의 방향 중 특정 방향을 가리키는 인트라 예측 모드들을 포함하며, 상기 특정 방향은 수평 방향의 dx(dx는 정수) 및 수직 방향의 고정수로 지시되거나, 수직 방향의 dy(dy는 정수) 및 수평 방향의 고정수로 지시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 영상을 구성하는 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 예측 모드가 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 하나인 경우, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대응하는 제 2 영상 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드로서 대각선 모드를 포함하는 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹을 획득하며, 상기 비트스트림으로부터 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 상기 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 인트라 예측 모드들 중 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 획득부; 및 상기 결정된 인트라 예측 모드에 따라서 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하며, 상기 제 1 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹은 상기 플래너 모드, 상기 DC 모드 및 복수 개의 방향 중 특정 방향을 가리키는 인트라 예측 모드들을 포함하며, 상기 특정 방향은 수평 방향의 dx(dx는 정수) 및 수직 방향의 고정수로 지시되거나, 수직 방향의 dy(dy는 정수) 및 수평 방향의 고정수로 지시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 휘도 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 색차 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드의 중복성을 제거하고, 휘도 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드에 기초하여 색차 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 효율적으로 표현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 색차 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 시그널링(signaling)하는데 이용되는 비트수를 감소시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분 및 색차 성분 예측 단위의 포맷을 도시한다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분 예측 단위의 크기에 따른 인트라 예측 모드들의 개수를 도시한다.
도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 크기의 휘도 성분 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16b는 도 16a의 인트라 예측 모드들의 방향을 나타내는 도면이다.
도 16c는 도 16a에 도시된 휘도 성분 예측 단위에 대한 인트라 예측 방법을 도시한 도면이다.
도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 크기의 휘도 성분 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍선형 모드를 설명하기 위한 참조도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라서 현재 픽셀의 위치에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 인트라 예측 모드 방향을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 이용가능한 인트라 예측 모드의 일 예를 설명하기 위한 참조도이다.
도 25a 및 도 25b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 설명하기 위한 참조도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 과정을 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 과정을 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분 및 색차 성분 예측 단위의 포맷을 도시한다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분 예측 단위의 크기에 따른 인트라 예측 모드들의 개수를 도시한다.
도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 크기의 휘도 성분 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16b는 도 16a의 인트라 예측 모드들의 방향을 나타내는 도면이다.
도 16c는 도 16a에 도시된 휘도 성분 예측 단위에 대한 인트라 예측 방법을 도시한 도면이다.
도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 크기의 휘도 성분 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍선형 모드를 설명하기 위한 참조도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라서 현재 픽셀의 위치에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 인트라 예측 모드 방향을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 이용가능한 인트라 예측 모드의 일 예를 설명하기 위한 참조도이다.
도 25a 및 도 25b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 설명하기 위한 참조도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 과정을 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 과정을 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다.
최대 부호화 단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 8보다 큰 2의 제곱승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 주파수 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 주파수 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 주파수 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 주파수 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 주파수 변환을 수행할 수 있다.
부호화 단위의 주파수 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 데이터 단위를 기반으로 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환을 위한 데이터 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 데이터 단위를 포함할 수 있다.
이하, 주파수 변환의 기반이 되는 데이터 단위는 '변환 단위'라고 지칭될 수 있다. 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 주파수 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 파티션의 결정 방식에 대해서는, 도 3 내지 12을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.
부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이며, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더에 삽입될 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 주파수 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 각종 프로세싱을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1 및 비디오 부호화 장치(100)을 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(205)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 주파수 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 주파수 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 변환 단위에 따라 주파수 역변환을 수행할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들, 예측 단위 및 변환 단위의 결정 방식이 상술된다.
도 3 은 계층적 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 3에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)를 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 주파수 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 주파수 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 주파수 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 주파수 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640), 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 파티션(650)으로만 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 주파수 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 주파수 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 분할 정보는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 주파수 변환 또는 주파수 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 주파수 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다.부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
| 분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) | 분할 정보 1 | ||||
| 예측 모드 | 파티션 타입 | 변환 단위 크기 | 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화 | ||
| 인트라 인터 스킵 (2Nx2N만) |
대칭형 파티션 타입 | 비대칭형 파티션 타입 | 변환 단위 분할 정보 0 | 변환 단위 분할 정보 1 |
|
| 2Nx2N 2NxN Nx2N NxN |
2NxnU 2NxnD nLx2N nRx2N |
2Nx2N | NxN (대칭형 파티션 타입) N/2xN/2 (비대칭형 파티션 타입) |
||
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 13 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
이하, 도 4의 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 인트라 예측부(410) 및 도 5의 영상 복호화 장치(200)의 인트라 예측부(550)에서 예측 단위에 대하여 수행되는 인트라 예측에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분 및 색차 성분 예측 단위의 포맷을 도시한다.
한 프레임을 구성하는 각 부호화 단위는 Y, Cb, Cr로 이루어진 세 개의 성분을 이용하여 표현될 수 있다. Y는 밝기 정보를 갖는 휘도(Luminance) 데이터이며, Cb 및 Cr은 색상 정보를 갖는 색차(chrominance) 데이터이다.
일반적으로 사람의 눈은 색상 정보보다는 밝기 정보에 더 민감하다는 사실에 기초하여 색차 데이터는 휘도 데이터에 비하여 적은 양의 데이터로 표현될 수도 있다. 도 14a를 참조하면, 하나의 부호화 단위는 4:2:0 포맷에 의한 경우 HxW(H 및 W는 양의 정수) 휘도 데이터(Y)(1410)와 색차 성분(Cb,Cr)을 1/4로 샘플링한 두 개의 (H/2)x(W/2) 크기의 색차 데이터(Cb,Cr)(1420,1430)로 구성된다. 도 14b를 참조하면, 하나의 부호화 단위는 4:2:2 포맷에 의할 경우 HxW(H 및 W는 양의 정수) 휘도 데이터(Y)(1440)와 색차 성분(Cb,Cr)을 수평 방향으로 1/2 샘플링한 두 개의 Hx(W/2) 크기의 색차 데이터(Cb,Cr)(1450,1460)로 구성된다. 또한, 도 14c를 참조하면, 색차 성분 영상을 보다 정밀하게 표현하기 위하여 하나의 부호화 단위는 4:4:4 포맷에 의한 경우 색차 성분에 대한 샘플링 과정없이 휘도 데이터(Y)(1470)와 색차 데이터(Cb,Cr)(1480,1490)는 모두 HxW 크기의 영상 데이터로 구성된다.
이하의 설명에서, 인트라 예측되는 휘도 성분 예측 단위 및 색차 성분 예측 단위는 YCbCr(또는 YUV) 색 공간에서 정의되는 4:2:0, 4:2:2 및 4:4:4의 컬러 포맷의 영상 신호 중 어느 하나인 것으로 가정한다. 다만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예들이 휘도 성분 및 색차 성분으로 구성된 영상 이외에 영상이 복수 개의 다른 영상 성분으로 구성된 경우에도 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분 예측 단위의 크기에 따른 인트라 예측 모드들의 개수를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 휘도 성분의 예측 단위의 크기에 따라서 휘도 성분의 예측 단위에 적용할 인트라 예측 모드들의 개수를 다양하게 설정할 수 있다. 일 예로 도 15를 참조하면 인트라 예측되는 휘도 성분의 예측 단위의 크기를 NxN이라고 할 때, 2x2, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128 크기의 휘도 성분 예측 단위 각각에 대하여 실제 수행되는 인트라 예측 모드의 개수는 각각 5, 9, 9, 17, 33, 5, 5개(Example 2의 경우)로 설정될 수 있다. 이와 같이 휘도 성분 예측 단위의 크기에 따라서 실제 수행되는 인트라 예측 모드의 개수를 차별화하는 이유는 휘도 성분 예측 단위의 크기에 따라서 예측 모드 정보를 부호화하기 위한 오버헤드가 다르기 때문이다. 다시 말해서, 작은 크기의 휘도 성분 예측 단위의 경우 전체 영상에서 차지하는 부분이 작음에도 불구하고 이러한 작은 휘도 성분 부호화 단위의 예측 모드 등의 부가 정보를 전송하기 위한 오버헤드가 증가할 수 있다. 따라서, 작은 크기의 휘도 성분 예측 단위를 너무 많은 예측 모드로 부호화하는 경우 비트량이 증가하여 압축 효율이 저하될 수 있다. 또한, 큰 크기를 갖는 휘도 성분 예측 단위, 예를 들어 64x64 이상의 크기를 갖는 휘도 성분 예측 단위는 일반적으로 영상의 평탄한 영역에 대한 예측 단위로서 선택되는 경우가 많기 때문에, 이러한 평탄한 영역을 부호화하는데 많이 선택되는 큰 크기의 예측 단위를 너무 많은 예측 모드로 부호화하는 것 역시 압축 효율 측면에서 비효율적일 수 있다. 따라서, 예측 단위의 크기가 소정 크기보다 너무 크거나 작은 경우에는 상대적으로 작은 개수의 인트라 예측 모드만을 적용하도록 할 수 있다. 이러한 예측 단위의 크기에 따라서 적용되는 인트라 예측 모드의 개수는 도 15에 한정되지 않고 다양하게 설정될 수 있다. 도 15에 도시된 각 예측 단위의 크기에 따라서 적용되는 예측 모드의 개수는 일 실시예에 불과하며, 각 예측 단위의 크기에 따른 예측 모드의 개수는 변경될 수 있다.
도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 크기의 휘도 성분 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16a를 참조하면, 일 예로 4×4 크기를 갖는 휘도 성분 예측 단위의 인트라 예측시에 수직(Vertical) 모드(모드 0), 수평(Horizontal) 모드(모드 1), DC(Direct Current) 모드(모드 2), 대각선 왼쪽(Diagonal Down-Left) 모드(모드 3), 대각선 오른쪽(Diagonal Down-Right) 모드(모드 4), 수직 오른쪽(Vertical-Right) 모드(모드 5), 수평 아래쪽(Horizontal-Down) 모드(모드 6), 수직 왼쪽( Vertical-Left) 모드(모드 7) 및 수평 위쪽(Horizontal-Up) 모드(모드 8)를 이용할 수 있다.
도 16b는 도 16a의 인트라 예측 모드들의 방향을 나타내는 도면이다. 도 16b에서 화살표의 끝에 있는 숫자는 그 방향으로 예측을 수행할 경우 해당 모드값을 나타낸다. 여기서 모드 2는 방향성이 없는 DC 예측 모드로서 도시되어 있지 않다.
도 16c는 도 16a에 도시된 휘도 성분 예측 단위에 대한 인트라 예측 방법을 도시한 도면이다.
도 16c를 참조하면, 휘도 성분 예측 단위의 크기에 의하여 결정된 이용가능한 인트라 예측 모드에 따라서 현재 휘도 성분 예측 단위의 주변 픽셀인 A - M을 이용하여 예측값을 생성한다. 예를 들어, 도 16a의 모드 0, 즉 수직 모드에 따라, 4×4 크기의 현재 예측 단위에 대한 예측값을 획득하는 동작을 설명한다. 먼저 4×4 크기의 현재 예측 단위의 위쪽에 인접한 화소 A 내지 D의 화소값을 4×4 현재 예측 단위의 화소값으로 예측한다. 즉, 화소 A의 값을 4×4 현재 예측 단위의 첫 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 B의 값을 4×4 현재 예측 단위의 두 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 C의 값을 4×4 현재 예측 단위의 세 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 D의 값을 4×4 현재 부호화 단위의 네 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로 예측한다. 다음, 상기 화소 A 내지 D를 이용하여 예측된 4×4 현재 예측 단위의 예측값과 원래의 4×4 현재 예측 단위에 포함된 화소값을 감산하여 오차값을 획득되고, 획득된 오차값이 부호화된다.
도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 크기의 휘도 성분 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 17을 참조하면, 일 예로 2×2 크기를 갖는 부호화 단위의 인트라 예측시에 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드, DC(Direct Current) 모드, 플레인(plane) 모드 및 대각선 오른쪽(Diagonal Down-Right) 모드의 총 5개의 모드가 존재할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 성분 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드로써 예측 단위 내의 픽셀을 중심으로 소정의 기울기를 갖는 라인을 이용하여 주변 참조 픽셀을 결정하고 결정된 주변 참조 픽셀을 이용하는 인트라 예측 모드들이 포함될 수 있다. 이러한 라인의 기울기는 (dx, dy) 파라메터(dx, dy는 정수)를 이용하여 설정될 수 있다. 일 예로, 33개의 예측 모드들을 각각 mode N(N은 0부터 32까지의 정수)이라고 정의할 때, mode 0은 수직 모드, mode 1은 수평 모드, mode 2는 DC 모드, mode 3는 플레인 모드로 설정하고 mode 4 ~ mode31 각각은 다음의 표 2에 표기된 바와 같은 (1,-1), (1,1), (1,2), (2,1), (1,-2), (2,1), (1,-2), (2,-1), (2,-11), (5,-7), (10,-7), (11,3), (4,3), (1,11), (1,-1), (12,-3), (1,-11), (1,-7), (3,-10), (5,-6), (7,-6), (7,-4), (11,1), (6,1), (8,3), (5,3), (5,7), (2,7), (5,-7), (4,-3) 중 하나의 값으로 표현되는 (dx, dy)를 이용하여 tan-1(dy/dx)의 방향성을 갖는 라인을 이용하여 주변 참조 픽셀을 결정하고 결정된 주변 참조 픽셀을 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로 정의할 수 있다.
| mode # | dx | dy | mode # | dx | dy |
| mode 4 | 1 | -1 | mode 18 | 1 | -11 |
| mode 5 | 1 | 1 | mode 19 | 1 | -7 |
| mode 6 | 1 | 2 | mode 20 | 3 | -10 |
| mode 7 | 2 | 1 | mode 21 | 5 | -6 |
| mode 8 | 1 | -2 | mode 22 | 7 | -6 |
| mode 9 | 2 | -1 | mode 23 | 7 | -4 |
| mode 10 | 2 | -11 | mode 24 | 11 | 1 |
| mode 11 | 5 | -7 | mode 25 | 6 | 1 |
| mode 12 | 10 | -7 | mode 26 | 8 | 3 |
| mode 13 | 11 | 3 | mode 27 | 5 | 3 |
| mode 14 | 4 | 3 | mode 28 | 5 | 7 |
| mode 15 | 1 | 11 | mode 29 | 2 | 7 |
| mode 16 | 1 | -1 | mode 30 | 5 | -7 |
| mode 17 | 12 | -3 | mode 31 | 4 | -3 |
| mode 0은 수직 모드, mode 1은 수평 모드, mode 2는 DC 모드, mode 3는 플레인 모드, mode 32는 Bi-linear 모드임. | |||||
마지막 mode 32는 도 19를 이용하여 후술되는 바와 같이 쌍선형(bilinear) 보간을 이용하는 쌍선형 모드로 설정될 수 있다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.
표 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드들은 복수 개의 (dx, dy) 파라메터들을 이용하여 결정되는 tan-1(dy/dx)의 기울기를 갖는 라인을 이용하여 주변 참조 픽셀을 결정하고 결정된 주변 참조 픽셀을 이용하여 예측을 수행할 수 있다.
도 18a를 참조하면, 현재 예측 단위 내부의 예측하고자 하는 현재 픽셀(P)을 중심으로 표 2에 표기된 모드별 (dx, dy)의 값에 따라 정해지는 tan-1(dy/dx)의 각도를 갖는 연장선(180) 상에 위치한 주변 픽셀(A, B)를 현재 픽셀(P)의 예측자로 이용할 수 있다. 이 때, 예측자로서 이용되는 주변 픽셀은 이전에 부호화되고 복원된, 현재 예측 단위의 상측, 좌측, 우상측 및 좌하측의 이전 예측 단위의 픽셀인 것이 바람직하다. 또한, 연장선(180)이 정수 위치의 주변 픽셀이 아닌 정수 위치 주변 픽셀의 사이를 통과하는 경우 연장선(180)에 가까운 주변 픽셀 중 현재 픽셀(P)에 더 가까운 주변 픽셀을 예측자로 이용하거나, 또는 연장선(180)에 가까운 주변 픽셀들과 연장선(180)의 교차점 사이의 거리를 고려한 가중 평균값을 현재 픽셀(P)의 예측자로 이용할 수 있다.
도 18b 및 도 18c는 도 18a의 연장선(180)이 정수 위치의 주변 픽셀이 아닌 정수 위치 주변 픽셀의 사이를 통과하는 경우 예측자를 생성하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 18b를 참조하면, 모드별 (dx, dy)의 값에 따라 정해지는 tan-1(dy/dx)의 각도를 갖는 연장선(180)이 정수 픽셀 위치의 주변 픽셀 A(181) 및 B(182) 사이를 통과하는 경우, 연장선(180)에 가까운 주변 픽셀 A(181) 및 B(182)과 연장선(180)의 교차점까지의 거리를 고려한 가중 평균값을 현재 픽셀(P)의 예측자로 이용할 수 있다. 예를 들어, tan-1(dy/dx)의 각도를 갖는 연장선(180)의 교차점과 주변 픽셀 A(181)사이의 거리를 f, 교차점과 주변 픽셀 B(182)사이의 거리를 g라고 하면, 현재 픽셀(P)의 예측자는 (A*g+B*f)/(f+g)와 같이 획득될 수 있다. 여기서, f 및 g는 정수로 정규화된 거리인 것이 바람직하다. 실제 소프트웨어나 하드웨어로 구현시 현재 픽셀(P)의 예측자는 (g*A+f*B+2)>>2와 같이 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있다. 도 18b에 도시된 바와 같이, 연장선(180)이 정수 픽셀 위치의 주변 픽셀 A(181)과 주변 픽셀 B(182) 사이를 4등분한 지점 중 주변 픽셀 A(181)과 가까운 1/4 위치를 지나는 경우, 현재 픽셀(P)의 예측자는 (3*A+B)/4와 같이 획득될 수 있다. 이러한 연산은 (3*A+B+2)>>2와 같이 반올림 과정을 고려한 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있다.
한편, 모드별 (dx, dy)의 값에 따라 정해지는 tan-1(dy/dx)의 각도를 갖는 연장선(180)이 정수 픽셀 위치의 주변 픽셀 A(181) 및 B(182) 사이를 통과하는 경우, 주변 픽셀 A(181) 및 주변 픽셀 B(182) 사이의 구간을 소정 개수로 분할하고, 각 분할된 영역 별로 주변 픽셀 A(181) 및 주변 픽셀 B(182)과 교차점 사이의 거리를 고려한 가중 평균값을 예측값으로 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 18c를 참조하면, 주변 픽셀 A(181) 및 주변 픽셀 B(182) 사이의 구간을 도시된 바와 같이 5개의 구간들(P1 내지 P5)으로 분리하고, 각 구간 별로 주변 픽셀 A(181) 및 주변 픽셀 B(182)와 교차 지점과의 거리를 고려한 대표 가중 평균값을 결정하고, 이러한 대표 가중 평균값을 현재 픽셀(P)의 예측자로 이용할 수 있다. 구체적으로, 연장선(180)이 구간 P1을 지나는 경우 현재 픽셀(P)의 예측자로 주변 픽셀(A)의 값을 결정할 수 있다. 연장선(180)이 구간 P2를 지나는 경우 구간 P2의 중간 지점과 주변 픽셀(A) 및 주변 픽셀(B) 사이의 거리를 고려한 가중 평균값인 (3*A+1*B+2)>>2를 현재 픽셀(P)의 예측자로 결정할 수 있다. 연장선(180)이 구간 P3를 지나는 경우 구간 P3의 중간 지점과 주변 픽셀(A) 및 주변 픽셀(B) 사이의 거리를 고려한 가중 평균값인 (2*A+2*B+2)>>2를 현재 픽셀(P)의 예측자로 결정할 수 있다. 연장선(180)이 구간 P4를 지나는 경우 구간 P4의 중간 지점과 주변 픽셀(A) 및 주변 픽셀(B) 사이의 거리를 고려한 가중 평균값인 (1*A+3*B+2)>>2를 현재 픽셀(P)의 예측자로 결정할 수 있다. 연장선(180)이 구간 P5를 지나는 경우 현재 픽셀(P)의 예측자로 주변 픽셀(B)의 값을 결정할 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이 연장선(180)과 만나는 상측의 주변 픽셀(A) 및 좌측의 주변 픽셀(B)의 두 개의 주변 픽셀이 존재하는 경우 상측의 주변 픽셀(A) 및 좌측의 주변 픽셀(B)의 평균값을 현재 픽셀(P)의 예측자로 이용하거나, 또는 dx*dy 값이 양수인 경우에는 상측의 주변 픽셀(A)을 이용하고 dx*dy 값이 음수인 경우에는 좌측의 주변 픽셀(B)을 이용할 수 있다.
표 2에 표기된 바와 같은 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드는 부호화단과 복호화단에서 미리 설정되어서, 각 예측 단위마다 설정된 인트라 예측 모드의 인덱스만이 전송되도록 하는 것이 바람직하다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍선형 모드를 설명하기 위한 참조도이다.
도 19를 참조하면, 쌍선형(Bi-linear) 모드는 현재 예측 단위 내부의 예측하고자 하는 현재 픽셀(P)를 중심으로 현재 픽셀(P)와 그 상하좌우 경계의 픽셀값, 현재 픽셀(P)의 상하좌우 경계까지의 거리를 고려한 기하 평균값을 계산하여 그 결과값을 현재 픽셀(P)의 예측자로 이용하는 것이다. 즉, 쌍선형 모드에서는 현재 픽셀(P)의 예측자로서 현재 픽셀(P)의 상하좌우 경계에 위치한 픽셀 A(161), 픽셀 B(162), 픽셀 D(166) 및 픽셀 E(167)과 현재 픽셀(P)의 상하좌우 경계까지의 거리의 기하 평균값을 이용한다. 이 때, 쌍선형 모드 역시 인트라 예측 모드 중의 하나이므로 예측시의 참조 픽셀로서 이전에 부호화된 후 복원된 상측과 좌측의 주변 픽셀을 이용하여야 한다. 따라서, 픽셀 A(161) 및 픽셀 (B)로서 현재 예측 단위 내부의 해당 픽셀값을 그대로 이용하는 것이 아니라 상측 및 좌측의 주변 픽셀을 이용하여 생성된 가상의 픽셀값을 이용한다. 구체적으로, 먼저 다음의 수학식 1과 같이 현재 예측 단위에 인접한 상측 최좌측의 주변 픽셀(RightUpPixel, 164) 및 좌측 최하측의 주변 픽셀(LeftDownPixel,165)의 평균값을 계산함으로써 현재 부호화 단위의 우측 최하단 위치의 가상의 픽셀 C(163)을 계산한다.
다음 현재 픽셀(P)의 좌측 경계까지의 거리(W1) 및 우측 경계까지의 거리(W2)를 고려하여 현재 픽셀(P)를 하단으로 연장하였을 때 최하측 경계선에 위치하는 가상의 픽셀 A(161)의 값을 다음의 수학식 2와 같이 계산한다.
유사하게 현재 픽셀(P)의 상측 경계까지의 거리(h1) 및 하측 경계까지의 거리(h2)를 고려하여 현재 픽셀(P)를 우측으로 연장하였을 때 최우측 경계선에 위치하는 가상의 픽셀 B(162)의 값을 다음의 수학식 3과 같이 계산한다.
수학식 1 내지 3을 이용하여 현재 픽셀 P(160)의 하측 경계선상의 가상의 픽셀 A(161) 및 우측 경계선상의 가상의 픽셀 B(162)의 값이 결정되면 A+B+D+E의 평균값을 이용하여 현재 픽셀 P(160)의 예측자를 결정할 수 있다. 구체적으로, 현재 픽셀 P(160)의 예측자로써, 전술한 A+B+D+E의 평균값을 이용하거나 또는 현재 픽셀 P(160)과 가상의 픽셀 A(161), 가상의 픽셀 B(162), 픽셀 D(166) 및 픽셀 E(167) 사이의 거리를 고려한 가중 평균값을 이용할 수 있다. 예를 들어, 가중 평균값을 이용하는 경우, 현재 픽셀(P)의 예측자는 {(h1*A+h2*D)/(h1+h2)+(W1*B+W2*E)/ (W1+W2)}/2 와 같이 획득될 수 있다. 이와 같은 쌍선형 예측 과정은 현재 예측 단위 내부의 모든 픽셀에 대하여 적용되어, 쌍선형 예측 모드에 따른 현재 예측 단위의 예측값이 생성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 예측 단위의 크기에 따라서 다양하게 설정된 인트라 예측 모드들에 따라서 예측 부호화를 수행함으로써 영상의 특성에 따라서 보다 효율적인 압축을 가능하게 한다.
한편, 전술한 도 18a 내지 도 18c를 참조하여 설명한 바와 같이, 연장선(180)에 위치하거나 연장선(180)에 가까운 주변 픽셀을 이용하여 현재 픽셀(P)의 예측자를 생성하는 경우, 연장선(180) 은 실제로 tan-1(dy/dx)의 방향성을 갖는데, 이러한 연장선(180)을 이용한 주변 픽셀의 결정을 위해서는 (dy/dx)의 나눗셈 연산이 필요하기 때문에 하드웨어나 소프트웨어로 구현시 소수점 연산을 포함할 수 있어서 연산량을 증가시키는 요인이 될 수 있다. 따라서, 전술한 표 2에 기재된 바와 유사하게 참조 픽셀로서 이용될 주변 픽셀을 선택하기 위한 예측 방향을 dx, dy 파라메터를 이용하여 설정할 때, 연산량을 감소시킬 수 있도록 dx, dy를 설정할 필요가 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참조하면, (j,i)에 위치한 현재 픽셀을 P(2010), 현재 픽셀 P(2010)를 지나는 tan-1(dy/dx)의 방향성, 즉 기울기를 갖는 연장선 상에 위치한 상측 주변 픽셀을 A(2011), 좌측 주변 픽셀을 B(2012)라고 정의한다. 상측 주변 픽셀들의 위치를 좌표평면상의 x축에 해당하며, 좌측 주변 픽셀들의 위치를 좌표 평면상의 y축에 해당한다고 가정한다. 또한, 현재 픽셀 P(2010)이 포함된 예측 단위의 크기가 nSxnS(nS는 양의 정수)이며, 예측 단위의 각 픽셀들의 위치는 (0,0) 부터 (nS-1, nS-1) 중 하나이며, x축 상에 위치한 상측 주변 픽셀의 위치를 (m, -1)(m은 정수), y축 상에 위치한 좌측 주변 픽셀의 위치를 (-1,n)(n은 정수)라고 가정한다. 현재 픽셀 P(2010)을 지나는 연장선과 만나는 상측 주변 픽셀 A(2011)의 위치는 (j+i*dx/dy, -1), 좌측 주변 픽셀 B의 위치는 (-1, i+j*dy/dx)(2012) 이다. 따라서, 현재 픽셀 P(2010)의 예측을 위해 상측 주변 픽셀 A(2011) 또는 좌측 주변 픽셀 B(2012)를 결정하기 위해서는 dx/dy 또는 dy/dx와 같은 나눗셈 연산이 필요하다. 전술한 바와 같이 이러한 나눗셈 연산은 연산 복잡도가 높기 때문에 소프트웨어 또는 하드웨어 구현시 연산 속도의 저하를 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는 주변 픽셀을 결정하기 위한 예측 모드의 방향성을 나타내는 dx 및 dy 중 적어도 하나의 값을 2의 지수승으로 결정할 수 있다. 즉, n,m을 각각 정수라고 할 때, dx 및 dy는 각각 2^n, 2^m 일 수 있다.
도 20을 참조하면, 현재 픽셀 P(2010)의 예측자로써 좌측 주변 픽셀 B(2012)가 이용되고 dx가 2^n의 값을 갖는 경우, 좌측 주변 픽셀 B(2012)의 위치인 (-1, i+j*dy/dx)를 결정하기 위해 필요한 j*dy/dx 연산은 (i*dy)/(2^n)이며, 이러한 2의 지수승으로 나눗셈을 수행하는 연산은 (i*dy)>>n과 같이 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있으므로 연산량이 감소한다.
유사하게, 현재 픽셀 P(2010)의 예측자로써 상측 주변 픽셀 A(2011)가 이용되고 dy가 2^m의 값을 갖는 경우, 상측 주변 픽셀 A의 위치인 (j+i*dx/dy,-1)를 결정하기 위해 필요한 i*dx/dy 연산은 (i*dx)/(2^m)이며, 이러한 2의 지수승으로 나눗셈을 수행하는 연산은 (i*dx)>>m과 같이 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라서 현재 픽셀의 위치에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 예측하고자 하는 현재 픽셀이 P(2110) 또는 Q(2120)과 같이 어느 위치에 있는지에 따라서 인트라 예측 모드 방향에 따라서 참조되는 주변 픽셀의 위치가 변경된다. 예를 들어, P(2110)의 예측시 상측 픽셀 A가 이용되며, Q(2120)의 예측시 좌측 픽셀 B가 이용된다. 만약, 예측 방향을 가리키는 (dx,dy) 중에서 y축 방향의 dy 성분만이 2^m 형태의 2의 지수승 값을 갖는다면, 도 21에서 상측 픽셀 A(2111)는 (j+(i*dx)>>m, -1)과 같이 나눗셈 연산 없이 쉬프트 연산 등으로 결정될 수 있지만, 좌측 픽셀 B(2121)는 (-1, a+b*2^m/dx)와 같이 나눗셈 연산이 필요하게 된다. 따라서, 현재 블록의 모든 픽셀들에 대해서 예측자 생성시 나눗셈 연산을 제외시키기 위해서 dx, dy 모두 2의 지수승 형태를 갖을 수 있다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 인트라 예측 모드 방향을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로, 영상이나 비디오 신호에서 나타나는 직선 패턴들은 수직이나 수평 방향인 경우가 많다. 따라서, (dx, dy)의 파라메터를 이용하여 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드를 정의할 때, 다음과 같이 dx, dy의 값을 정의함으로써 영상의 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, dy가 2^m의 값으로 고정된 값을 갖는 경우, dx의 절대값은 수직 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 좁도록 설정되고, 수평 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 넓어지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 22를 참조하면, dy가 2^5, 즉 32의 값을 갖는 경우, dx의 값을 2,5,9,13,17,21,26,32,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26,-32와 같이 설정함으로써 수직 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 상대적으로 좁도록 설정되고, 수평 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 상대적으로 넓어지도록 설정될 수 있다.
유사하게 dx가 2^n의 값으로 고정된 값을 갖는 경우, dy의 절대값은 수평 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 좁도록 설정되고, 수직 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 넓어지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 23을 참조하면, dx가 2^5, 즉 32의 값을 갖는 경우, dy의 값을 2,5,9,13,17,21,26,32,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26,-32과 같이 설정함으로써 수평 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 좁도록 설정되고, 수직 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 넓어지도록 설정될 수 있다.
또한, dx 및 dy 중 어느 하나의 값이 고정되었을 때, 고정되지 않은 나머지 값은 예측 모드 별로 증가되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, dy가 고정된 경우 dx 사이의 간격이 소정값만큼 증가되도록 설정될 수 있다. 또한, 이러한 증가폭은 수평 방향과 수직 방향 사이의 각도를 소정 단위로 구분하고, 구분된 각도별로 설정될 수도 있다. 예를 들어, dy가 고정된 경우, dx의 값은 수직축과의 각도가 15도 이내인 구간에서는 a라는 증가폭을 갖고, 15도와 30도 사이에서는 b라는 증가폭을 갖으며, 30도 이상에서는 c라는 증가폭을 갖도록 설정될 수 있다.
일 예로, (dx, dy)를 이용하여 tan-1(dy/dx)의 방향성을 갖는 예측 모드들은 다음의 표 3 내지 표 5에 표기된 (dx,dy) 파라메터를 정의될 수 있다.
| dx | Dy | dx | dy | dx | dy |
| -32 | 32 | 21 | 32 | 32 | 13 |
| -26 | 32 | 26 | 32 | 32 | 17 |
| -21 | 32 | 32 | 32 | 32 | 21 |
| -17 | 32 | 32 | -26 | 32 | 26 |
| -13 | 32 | 32 | -21 | 32 | 32 |
| -9 | 32 | 32 | -17 | ||
| -5 | 32 | 32 | -13 | ||
| -2 | 32 | 32 | -9 | ||
| 0 | 32 | 32 | -5 | ||
| 2 | 32 | 32 | -2 | ||
| 5 | 32 | 32 | 0 | ||
| 9 | 32 | 32 | 2 | ||
| 13 | 32 | 32 | 5 | ||
| 17 | 32 | 32 | 9 |
| dx | Dy | dx | dy | dx | dy |
| -32 | 32 | 19 | 32 | 32 | 10 |
| -25 | 32 | 25 | 32 | 32 | 14 |
| -19 | 32 | 32 | 32 | 32 | 19 |
| -14 | 32 | 32 | -25 | 32 | 25 |
| -10 | 32 | 32 | -19 | 32 | 32 |
| -6 | 32 | 32 | -14 | ||
| -3 | 32 | 32 | -10 | ||
| -1 | 32 | 32 | -6 | ||
| 0 | 32 | 32 | -3 | ||
| 1 | 32 | 32 | -1 | ||
| 3 | 32 | 32 | 0 | ||
| 6 | 32 | 32 | 1 | ||
| 10 | 32 | 32 | 3 | ||
| 14 | 32 | 32 | 6 |
| dx | Dy | dx | dy | dx | dy |
| -32 | 32 | 23 | 32 | 32 | 15 |
| -27 | 32 | 27 | 32 | 32 | 19 |
| -23 | 32 | 32 | 32 | 32 | 23 |
| -19 | 32 | 32 | -27 | 32 | 27 |
| -15 | 32 | 32 | -23 | 32 | 32 |
| -11 | 32 | 32 | -19 | ||
| -7 | 32 | 32 | -15 | ||
| -3 | 32 | 32 | -11 | ||
| 0 | 32 | 32 | -7 | ||
| 3 | 32 | 32 | -3 | ||
| 7 | 32 | 32 | 0 | ||
| 11 | 32 | 32 | 3 | ||
| 15 | 32 | 32 | 7 | ||
| 19 | 32 | 32 | 11 |
전술한 바와 같이 (dx, dy) 파라메터들을 이용하는 각 인트라 예측 모드들은 (j,i)에 위치한 픽셀의 예측자로써 좌측의 주변 픽셀 (-1, i+j*dy/dx) 또는 상측의 주변 픽셀 (j+i*dx/dy,-1)을 이용한다. 표 3과 같이 dx 또는 dy의 값 중 적어도 하나가 2의 지수승을 갖는 경우, 좌측의 주변 픽셀 (-1, i+j*dy/dx) 및 상측의 주변 픽셀 (j+i*dx/dy,-1)의 위치는 나눗셈 연산 없이 곱셈 및 쉬프트 연산만으로 획득될 수 있다. 전술한 표 3에 따른 (dx, dy)의 값들 중 dx가 32인 경우와 같이 dx가 2^n의 값을 갖는 경우 dx를 이용한 나눗셈 연산은 우측 쉬프트 연산으로 대체될 수 있으므로, 좌측의 주변 픽셀의 위치는 (i*dy)>>n의 값에 기초하여 나눗셈 연산없이 획득될 수 있다. 유사하게, 표 3에 따른 (dx, dy)의 값들 중 dy가 32인 경우와 같이 dy가 2^m의 값을 갖는 경우 dy를 이용한 나눗셈 연산은 우측 쉬프트 연산으로 대체될 수 있으므로, 상측의 주변 픽셀의 위치는 (i*dx)>>m의 값에 기초하여 나눗셈 연산없이 획득될 수 있다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 이용가능한 인트라 예측 모드의 일 예를 설명하기 위한 참조도이다.
도 24를 참조하면, 현재 픽셀의 예측자를 획득하기 위하여, 현재 픽셀의 수평 방향의 선형 보간을 통해 획득된 예측자(P1) 및 수직 방향의 선형 보간을 통해 획득된 예측자(P2)를 생성하고 예측자들(P1 및 P2)의 평균값을 현재 픽셀의 예측자로 이용할 수 있다. 도 24의 인트라 예측 모드를 플래너(Planar) 모드로 정의한다. 플래너 모드에 의하면, 예측 단위의 최상측열에 위치한 동일 예측 단위의 픽셀들 중 최우측에 위치한 픽셀 T(244)를 최우측열의 픽셀들에 그대로 복사함으로써 최우측열의 픽셀들을 생성한다. 그리고, 현재 픽셀과 동일한 행에 위치한 최좌측열 및 최우측열의 픽셀들을 이용한 수평 방향의 선형 보간을 통해 예측자 P1(243)을 획득한다. 도 24에 도시된 바와 같이, 현재 픽셀의 수평 방향의 선형 보간을 통한 예측자 P1(243)는 현재 픽셀과 동일한 행에 위치한 최좌측열의 동일 예측 단위 내의 픽셀 PL(242) 및 픽셀 T(244)을 복사함으로써 생성된 최우측열의 픽셀 T 의 선형 보간, 예를 들어 평균값이나 거리를 고려한 기하평균값을 이용하여 획득된다.
유사하게, 플래너 모드에 의하면, 예측 단위의 최좌측열에 위치한 동일 예측 단위의 픽셀들 중 최하측에 위치한 픽셀 L(248)를 최하측열의 픽셀들에 그대로 복사함으로써 최하측열의 픽셀들을 생성한다. 그리고, 현재 픽셀과 동일한 열에 위치한 최상측행 및 최하측행의 픽셀들을 이용한 수직 방향의 선형 보간을 통해 예측자 P2(246)을 획득한다. 도 24에 도시된 바와 같이, 현재 픽셀의 수직 방향의 선형 보간을 통한 예측자 P2(246)는 현재 픽셀과 동일한 열에 위치한 최상측행의 동일 예측 단위 내의 픽셀 PT(245) 및 픽셀 L(248)을 복사함으로써 생성된 최하측행의 픽셀 L의 선형 보간을 통해 획득된다. 최종적으로 플래너 모드에서는 수평 방향의 예측자 P1(243)과 수직 방향의 예측자 P2(246)의 평균값, 즉 P1+P2>>1을 현재 픽셀의 최종 예측자로 결정한다.
도 25a 및 도 25b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 설명하기 위한 참조도이다.
대응되는 휘도 픽셀과 색차 픽셀들 사이에는 소정의 상관 관계, 예를 들어 선형적인 상관 관계를 갖는다. 도 25a 및 도 25b를 참조하면, 이전에 복원된 휘도 블록(2520)의 (x,y) 위치에서의 픽셀을 Rec_L'(x,y)라고 하면, 휘도 신호와 색차 신호 사이의 선형 관계를 이용하여 색차 블록(2510)의 (x,y) 위치에서의 예측값 Pred_c(x,y)은 다음의 수학식 4를 이용하여 획득할 수 있다.
수학식 4에서 a는 가중치(weight)를 나타내는 파라메타, b는 오프셋(offset)을 나타내는 파라메타이다. a 및 b의 값은 다음의 수학식 5 및 6와 같이 색차 블록(2510)의 주변 픽셀들 Rec_c(i)(i=0,..., 2nS-1)(2511, 2512) 및 휘도 블록(2520)의 주변 픽셀들 Rec_L'(i) (2521,2522)을 이용한 연산 과정을 통해 획득될 수 있다.
수학식 5 및 6에서 I는 색차 블록(2510) 또는 휘도 블록(2520)의 상측 및 좌측에 인접한 주변 픽셀들의 개수로써, 도 25a 및 도 25b에 도시된 바와 같이 색차 블록(2510) 및 휘도 블록(2520)의 크기가 nSxnS인 경우, I는 2nS이다. 도 25a 및 25b에서는 주변 픽셀로써 상측 및 좌측에 위치한 픽셀들을 이용하는 경우를 도시하였으나, 만약 우측 또는 하측에 위치한 주변 픽셀들이 현재 블록 이전에 처리되어 복원된 경우라면, 우측 또는 하측에 위치한 주변 픽셀들 역시 a 및 b의 값을 획득하는데 이용될 수 있다. 또한, 곱셈이나 나눗셈 연산을 쉬프트 연산으로 대체하기 위하여, 주변 픽셀의 개수 I는 2의 지수승(power of 2)인 것이 바람직하다. 일반적으로, 블록의 크기를 정의하는 nS의 값은 2의 지수승이므로 I 역시 2의 지수승의 값을 갖는다. 수학식 5 및 6을 이용하여 a 또는 b의 값을 획득할 때 연산 복잡도를 감소시키기 위하여 업스케일링 또는 반올림을 통해 변경된 a' 및 b'의 값을 a 및 b 대신에 이용할 수 있다. 전술한 도 25a 및 도 25b는 일종의 선형 모델 인트라 예측 모드로 정의되며 예측 단위의 인트라 예측 모드 중 하나로 이용될 수 있다.
도 18 내지 도 25b을 통해 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에서 이용가능한 인트라 예측 모드의 개수는 다양하게 존재하며, 필요에 따라 휘도 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 및 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드를 선택적으로 적용할 수 있다. 예를 들어, 휘도 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 표 3에 도시된 33개의 (dx,dy) 파라메터들을 이용한 33개의 인트라 예측 모드, DC 예측 모드 및 도 24의 플래너 모드를 포함한 총 35개의 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 일반적으로 휘도 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹보다 작은 개수의 인트라 예측 모드를 갖도록 설정된다. 예를 들어, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹은 수직 모드, 수평 모드, DC 모드, 45도 방향의 대각선 모드 및 먼저 처리되어 결정된 휘도 성분의 인트라 예측 모드의 총 5개의 인트라 예측 모드만을 포함할 수 있다. 그러나, 휘도 성분 및 색차 성분의 예측 단위에 각각 적용되는 인트라 예측 모드들의 개수 및 종류는 전술한 예에 한정되지 않으며, 또한 도 18 내지 도 25b을 통해 설명된 인트라 예측 모드 이외에 다른 다양한 인트라 예측 모드가 휘도 및 색차 성분의 인트라 예측을 위한 인트라 예측 모드 후보에 포함될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 부호화 과정에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 장치를 나타낸 블록도이며, 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 장치(2600)는 도 4의 영상 부호화 장치(400)의 인트라 예측부(410)로서 동작할 수 있다. 도 26에서 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 인트라 예측부(410) 대신에 도 4의 엔트로피 부호화부(450)에 포함될 수 있다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 인트라 예측 모드 부호화 장치(2600)는 제 1 인트라 예측 모드 결정부(2610), 제 2 인트라 예측 모드 결정부(2620) 및 인트라 예측 모드 부호화부(2630)를 포함한다.
단계 2710에서, 제 1 인트라 예측 모드 결정부(2610)는 휘도 성분의 예측 단위에서 이용가능한 인트라 예측 모드들을 적용하여 복수 개의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 최소 코스트를 갖는 인트라 예측 모드를 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로 결정한다. 예를 들어, 휘도 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 (dx,dy) 파라메터들을 이용한 33개의 인트라 예측 모드, DC 예측 모드 및 플래너 모드를 포함한 총 35개의 인트라 예측 모드들을 포함하는 경우, 제 1 인트라 예측 모드 결정부(2610)는 35개의 인트라 예측 모드들을 각각 적용하여 획득된 오차값의 코스트를 비교하여 현재 휘도 성분의 예측 단위에 적용할 최적의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)를 결정한다.
단계 2720에서, 제 2 인트라 예측 모드 결정부(2620)는 색차 성분의 예측 단위에서 이용가능한 인트라 예측 모드들을 적용하여 복수 개의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 최소 코스트를 갖는 인트라 예측 모드를 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로 결정한다. 예를 들어, 색차 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드, 45도 방향의 대각선 모드의 총 5개의 인트라 예측 모드들을 포함하는 경우, 제 2 인트라 예측 모드 결정부(2620)는 각 인트라 예측 모드들을 적용하여 획득된 오차값의 코스트를 비교하여 현재 색차 성분의 예측 단위에 적용할 최적의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)를 결정한다.
색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 먼저 처리되어 결정된 휘도 성분의 인트라 예측 모드가 포함된 경우, 휘도 성분의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 존재하는지 여부에 따라서 비교되는 색차 성분의 인트라 예측 모드의 개수는 변경될 수 있다.
또한 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드를 기본적으로 포함하고, 만약 결정된 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 중 하나에 해당될 경우에만, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 모드를 대각선 모드로 대체하여 색차 성분의 예측 단위에 적용될 인트라 예측 모드 후보 그룹을 결정할 수도 있다. 이와 같은 경우, 제 2 인트라 예측 모드 결정부(2620)은 인트라 예측 모드 후보 그룹의 각 인트라 예측 모드들을 적용하여 최적의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)를 결정한다.
전술한 바와 같이, 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 휘도 성분의 예측 단위에 적용되지 않는 특정 인트라 예측 모드를 별개로 포함할 수 있다. 예를 들어, 휘도 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에는 포함되지 않고, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹만 LM 모드를 포함할 수 있다. 제 2 인트라 예측 모드 결정부(2620)은 LM 모드를 포함한 인트라 예측 모드 후보 그룹 내의 각 인트라 예측 모드를 색차 성분의 예측 단위에 적용하여 최적의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)를 결정할 수 있다.
이와 같이 결정된 휘도 성분의 예측 단위 및 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드는 복호화측에 시그널링될 필요가 있다. 따라서, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위 및 색차 성분의 예측 단위에 적용된 최종 인트라 예측 모드를 부호화한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면 단계 2730에서, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정 인트라 예측 모드들 중 하나와 동일한 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 인트라 예측 모드의 중복성을 제거하기 위하여 색차 성분 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성한다. 그리고, 단계 2740에서 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 재구성된 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 기초하여, 제 2 인트라 예측 모드 결정부(2620)에서 결정된 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 부호화한다. 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스 이외에, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일한 지 여부, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정 인트라 예측 모드들 중 하나와 동일한 지 여부에 따라서 색차 성분의 인트라 예측 모드 정보를 차별화하여 부호화한다.
구체적으로, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일한 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 정보로써 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한지 여부를 나타내는 플래그(DM flag)만을 부호화한다. 예를 들어, 결정된 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 모두 수평 모드(H)인 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 인트라 예측 모드 정보로써 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스 및 플래그(DM flag)를 부호화한다.
만약, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하지 않으면서 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정 인트라 예측 모드들 중 하나와 동일한 경우, 즉 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹이 재구성된 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 재구성된 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 해당 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스 및 플래그(DM flag)를 부호화한다.
만약, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하지 않고, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정 인트라 예측 모드들 중 어느 것과도 동일하지 않은 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 최초 설정된 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 해당 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스 및 플래그(DM flag)를 부호화한다.
만약, 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹에 휘도 성분의 예측 단위에 적용되지 않는 특정 인트라 예측 모드, 예를 들어 LM 모드를 색차 성분에만 적용한 경우, 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 정보로써 별도로 현재 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 LM 모드인지 여부를 나타내는 플래그(LM flag)가 포함될 수 있다. 색차 성분의 예측 모드로써 LM 모드를 포함되며 결정된 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 LM 모드인 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 DM flag 및 LM flag만을 부호화한다.
만약 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하지 않고, 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 LM 모드가 아닌 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 DM flag, LM flag 및 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스 정보를 부호화한다. 이 때, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정 인트라 예측 모드들 중 하나와 동일한 경우, 즉 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹이 재구성된 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2640)는 재구성된 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 해당 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스, LM flag 및 DM flag를 부호화한다
이하, 도 28을 참조하여 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 부호화 과정을 구체적으로 설명한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 부호화 과정을 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 26 및 도 28을 참조하면, 단계 2810에서 제 1 인트라 예측 모드 결정부(2610) 및 제 2 인트라 예측 모드 결정부(2620)는 이용가능한 복수 개의 인트라 예측 모드들을 적용하여 휘도 성분의 예측 단위 및 색차 성분의 예측 단위 각각에 대한 인트라 예측 모드를 결정한다. 전술한 예와 같이, 휘도 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 (dx,dy) 파라메터들을 이용한 33개의 인트라 예측 모드, DC 예측 모드 및 플래너 모드를 포함한 총 35개의 인트라 예측 모드들을 포함하며, 색차 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드, 45도 방향의 대각선 모드의 총 5개의 인트라 예측 모드들을 포함한다고 가정한다. 전술한 바와 같이, 이외에도 색차 성분에 적용되는 인트라 예측 모드는 먼저 처리되어 결정된 휘도 성분의 인트라 예측 모드(Derived Mode, 이하 "DM 모드"라고 함)를 포함할 수도 있다. DM 모드는 IntraMode_Luma와 동일하다. 인트라 예측 모드 부호화부(2630)은 휘도 성분의 예측 단위에 이용가능한 35개의 인트라 예측 모드 각각에 소정의 코드워드(code word)를 할당하고, 결정된 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)에 대응되는 코드 워드를 부호화한다. 코드 워드로써 Exp-Golomb(Exponential Goloms) 코드를 이용할 수 있다.
단계 2820에서, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 결정된 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 대응되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)와 동일한 지 여부를 판단한다. 만약, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 대응되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)와 동일한 경우, 단계 2830에서 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로써 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일한지 여부를 나타내는 플래그(DM flag)을 0으로 설정한다. 플래그(DM flag)가 0인 경우 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 예측 모드와 동일한 경우를 의미하며, 플래그(DM flag)이 1인 경우에는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 다름을 나타낸다. 플래그(DM flag)의 값은 반대로 설정될 수도 있다. 이와 같이, 플래그(DM flag)이 0인 경우, 즉 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 예측 모드와 동일한 경우에는 플래그(DM flag)만을 부호화하여 복호화측에 전송하면, 복호화측에서는 0인 값을 갖는 플래그(DM flag)을 수신한 경우 먼저 복호화된 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 대응되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 휘도 성분의 예측 단위 및 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 모두 수평 모드인 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보(IntraMode_Luma) 및 플래그(DM flag)만을 부호화한다.
단계 2820의 판단 결과, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 대응되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)와 동일하지 않은 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 별도로 색차 성분의 예측 단위에 적용된 인트라 예측 모드를 부호화하여야 한다. 단계 2840에서, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분의 예측 단위에 이용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함되는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 색차 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드, 45도 방향의 대각선 모드의 총 5개의 인트라 예측 모드들을 포함하는 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 이러한 5개의 인트라 예측 모드들 중 하나에 해당되는지 여부를 판단한다. 다른 예로서, 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드를 기본적으로 포함하고, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes), 예를 들어 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 중 하나에 해당될 때만 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 모드 대신에 대각선 모드를 이용하는 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 중 하나에 해당되는지 여부를 판단한다.
단계 2840의 판단 결과, 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함되지 않는 경우, 단계 2850에서 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 미리 설정된 색차 성분에 적용되는 제 2 인트라 예측 모드 후보 그룹을 이용하여 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 부호화한다. 일 예로, 색차 성분에 적용되는 제 2 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 각 인트라 예측 모드들에는 다음의 표 6과 같이 소정의 인덱스가 미리 설정되어 있을 수 있다.
| 색차 성분 인트라 예측 모드 | 코드 워드 |
| 플래너 모드 | 0 |
| 수직 모드 | 10 |
| 수평 모드 | 110 |
| DC 모드 | 1110 |
| 대각선 모드 | 1111 |
인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 예측 단위에 이용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 어느 하나와도 일치하지 않는 경우 미리 설정된 표 6의 인덱스에 따라서 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 부호화한다. 예를 들어, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드는 표 3의 (dx,dy)가 (-13, 32)인 파라메터를 이용하는 예측 모드로써 색차 성분의 예측 단위에 이용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 어느 것과도 일치하지 않는 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 표 6의 인덱스에 따라서 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 부호화한다. 전술한 표 6의 인덱스의 코드워드값, 포함되는 색차 성분 인트라 예측 모드의 개수 및 종류는 변경될 수 있다.
단계 2840의 판단 결과, 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함된 경우, 단계 2860에서 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 인트라 예측 모드의 중복성을 제거하기 위하여 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성한다. 예를 들어, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)는 DC 모드, 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)는 수평 모드, 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)은 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드 및 DC 모드인 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드는 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당된다. 이 경우, 전술한 표 6에서 DC 모드는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 획득될 수 있기 때문에 별도의 코드 워드를 할당하는 것은 불필요하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이와 같이 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분의 예측 단위에 대한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함된 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되면서 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 인트라 예측 모드를 소정 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)을 제외한 다른 인트라 예측 모드로 대체하거나, 중복되는 인트라 예측 모드는 DM flag를 통해 시그널링 될 수 있으므로 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 제거함으로써 제 2 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성하고 재구성된 제 2 인트라 예측 모드 후보 그룹에 기초하여 각 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스를 할당할 수 있다.
구체적으로, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당되는 경우, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 예측 모드를 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드로 대체할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드를 기본적으로 포함하고, 결정된 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 중 하나에 해당될 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 모드는 대각선 모드로 대체될 수 있다. 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes), 즉 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드의 4개에 대해서만 다음의 표 7과 같이 코드 워드가 할당되었다고 가정한다.
| 색차 성분의 인트라 예측 모드 | 코드 워드 |
| 플래너 모드 | 0 |
| 수직 모드 | 10 |
| 수평 모드 | 110 |
| DC 모드 | 111 |
휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드가 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 DC 모드와 중복되는 경우, DC 모드는 대각선 모드로 대체되어 표 7은 다음의 표 8과 같이 재구성된다.
| 색차 성분의 인트라 예측 모드 | 코드 워드 |
| 플래너 모드 | 0 |
| 수직 모드 | 10 |
| 수평 모드 | 110 |
| 대각선 모드 | 111 |
또한, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분의 예측 단위에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당되는 경우, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에서 중복되는 인트라 예측 모드를 제거할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드, 45도 방향의 대각선 모드의 총 5개의 인트라 예측 모드들을 포함하며, 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 대각선 모드인 경우, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 나타내는 인덱스들은 표 6에서 대각선 모드를 제외하여 다음 표 9와 같이 재구성될 수 있다. 이 때 색차 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 인트라 예측 모드의 개수가 감소되었으므로, 각 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스의 값인 코드 워드의 비트수도 감소될 수 있다.
| 색차 성분의 인트라 예측 모드 | 코드 워드 |
| 플래너 모드 | 0 |
| 수직 모드 | 10 |
| 수평 모드 | 110 |
| DC 모드 | 111 |
부호화 모드 예측부(2630)는 총 n(n은 정수)개의 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 (n-1)개의 인트라 예측 모드에 대해서만 코드 워드를 할당하고 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 인트라 예측 모드를 나머지 한 개의 인트라 예측 모드로 대체함으로써 중복되는 코드 워드를 제거하여 인트라 예측 모드의 부호화에 필요한 비트수를 감소시킬 수 있다.
또한, 부호화 모드 예측부(2630)는 미리 설정된 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 휘도 성분의 인트라 예측 모드와 중복되는 인트라 예측 모드에 대해서는 인트라 예측 모드 후보 그룹에서 제외하여 별도의 인덱싱을 수행하지 않을 수 있다
인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에서 이용가능한 인트라 예측 모드의 개수를 n(n은 양의 정수)라고 할 때, 미리 설정된 (n-1)개의 소정의 인트라 예측 모드들(candidate_Modes) 중 휘도 성분의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 나머지 한 개의 인트라 예측 모드로 대체함으로써 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 단계 2860의 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성하는 단계는 휘도 성분의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 제외하고 나머지 인트라 예측 모드들에 대해서만 코드워드를 할당함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)는 DC 모드, 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)는 수평 모드, 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)은 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 및 DM 모드인 경우, 휘도 성분의 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드는 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당된다. 이 경우, 전술한 표 6에서 DC 모드는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 획득될 수 있음에도 불구하고 별도의 코드 워드를 할당하는 것은 중복된 예측 모드에 별도의 코드 워드를 할당함으로써 예측 모드의 부호화에 소요되는 비트수를 증가시킬 뿐이므로, DC 모드를 제외한 나머지 인트라 예측 모드에 대해서만 코드 워드를 할당하는 것이 바람직하다. 즉, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 전술한 표 9와 같이 DC 모드를 제외한 나머지 4개의 인트라 예측 모드들에 대해서만 코드 워드를 할당하여 으로써, 색차 성분의 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다.
다시 도 28을 참조하면, 단계 2870에서 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 재구성된 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 이용하여 색차 성분의 인트라 예측 모드를 부호화한다. 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹이 재구성된 경우, 인트라 예측 모드 부호화부(2630)는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드에 해당하는 코드워드를 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 정보로써 부호화한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 복호화 과정에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 장치를 나타낸 블록도이며, 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 장치(2600)는 도 5의 영상 복호화 장치(500)의 인트라 예측부(550)로서 동작할 수 있다. 도 29에서 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 인트라 예측부(550) 대신에 도 5의 파싱부(510) 또는 엔트로피 복호화부(520)에 포함될 수 있다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 인트라 예측 모드 복호화 장치(2600)는 인트라 예측 모드 획득부(2910), 제 1 인트라 예측 수행부(2920) 및 제 2 인트라 예측 수행부(2920)를 포함한다.
단계 3010에서, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 비트스트림으로부터 영상을 구성하는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보(IntraMode_Luma)를 획득한다. 또한, 인트라 예측 모드 획득부(2910)은 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보로써 휘도 성분의 예측 단위와 대응되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)가 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)와 동일한지 여부를 나타내는 플래그(DM flag)을 획득한다.
단계 3020에서, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분의 예측 단위에 이용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 소정 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나와 동일한 것으로 판단된 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)와 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 인트라 예측 모드의 중복성을 제거하기 위하여 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성한다.
단계 3030에서, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 비트스트림으로부터 획득된 재구성된 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 인트라 예측 모드들 중 하나를 나타내는 인덱스를 이용하여 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드를 결정한다.
인트라 예측 모드 획득부(2910)에서 휘도 성분의 예측 단위 및 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드가 결정되면, 제 1 인트라 예측 수행부(2920)는 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하여 휘도 성분의 예측 단위에 대한 예측값을 생성하여 출력하며, 제 2 인트라 예측 수행부(2930)는 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하여 색차 성분의 예측 단위에 대한 예측값을 생성하여 출력한다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 인트라 예측 모드 복호화 과정을 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 29 및 도 31을 참조하면, 단계 3110에서 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 비트스트림으로부터 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 및 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)가 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)와 동일한지 여부를 나타내는 플래그(DM)을 획득한다.
단계 3120에서, 인트라 예측 모드 획득부(2910)은 플래그(DM)에 기초하여 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)가 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)와 동일한 지 여부를 판단한다.
단계 3120의 판단 결과, 인트라 예측 모드 획득부(2910)은 플래그(DM)의 값이 0인 경우, 즉 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)가 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)와 동일한 것으로 판단된 경우, 단계 3130에서 인트라 예측 모드 획득부(2910)은 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 동일하게 설정한다. 이와 같이, 플래그(DM)이 0인 경우, 즉 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 색차 성분의 예측 모드와 동일한 경우에는 플래그(DM)만을 이용하여 색차 성분의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
단계 3120의 판단 결과, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 대응되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)와 동일하지 않은 경우, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분의 예측 단위에 이용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함되는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 색차 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드, 45도 방향의 대각선 모드의 총 5개의 인트라 예측 모드들을 포함하는 경우, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 이러한 5개의 인트라 예측 모드들 중 하나에 해당되는지 여부를 판단한다. 다른 예로서, 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드를 기본적으로 포함하고, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes), 예를 들어 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 중 하나에 해당될 때만 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 모드 대신에 대각선 모드를 이용하는 경우, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 중 하나에 해당되는지 여부를 판단한다. 단계 3140의 판단 결과, 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함되지 않는 경우, 단계 3150에서 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 비트스트림으로부터 인덱스를 독출하고, 독출된 인덱스가 나타내는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 결정한다. 전술한 바와 같이, 색차 성분에 적용되는 인트라 예측 모드들에 대하여 표 6과 같이 소정의 코드 워드가 미리 설정되어 있을 수 있으며, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 이러한 코드 워드, 즉 인덱스의 값을 비트스트림으로부터 독출하여 현재 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
단계 3140의 판단 결과, 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함된 경우, 단계 3160에서 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 인트라 예측 모드의 중복성을 제거하기 위하여 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성한다. 전술한 예와 같이, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)는 DC 모드, 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)는 수평 모드, 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)은 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 및 DM 모드인 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드는 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당된다. 이 경우, 전술한 표 6에서 DC 모드는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 획득될 수 있기 때문에 별도의 코드 워드를 할당하는 것은 불필요하다. 따라서, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 이와 같이 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분의 예측 단위에 대한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함된 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되면서 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 후보 그룹에 속한 인트라 예측 모드를 소정 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)을 제외한 다른 인트라 예측 모드로 대체하거나, 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 제거함으로써 제 2 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성하고 재구성된 제 2 인트라 예측 모드 후보 그룹에 기초하여 각 인트라 예측 모드를 나타내는 인덱스를 결정할 수 있다.구체적인 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 후보 그룹의 재구성 과정은 전술한 부호화 측에서 수행되는 재구성 과정과 동일하게 수행될 수 있다.
구체적으로, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드가 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당되는 경우, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 예측 모드를 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드로 대체할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분의 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드 후보 그룹은 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드를 기본적으로 포함하고, 결정된 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 중 하나에 해당될 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 모드는 대각선 모드로 대체될 수 있다. 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes), 즉 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 및 DM 모드의 4개에 대해서만 전술한 표 7과 같이 코드 워드가 할당된 경우, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드가 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 DC 모드와 중복되는 경우, DC 모드는 대각선 모드로 대체되어 전술한 표 8과 같이 재구성된다. 인트라 예측 모드 획득부(2910)은 이러한 재구성된 색차 인트라 예측 모드 후보 그룹을 이용하여 비트스트림에 구비된 색차 인트라 예측 모드의 인덱스가 어떤 인트라 예측 모드를 가리키는 것인지 결정할 수 있다.
또한, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 색차 성분의 예측 단위에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당되는 경우, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에서 중복되는 인트라 예측 모드를 제거할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 플래너 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드, 45도 방향의 대각선 모드의 총 5개의 인트라 예측 모드들을 포함하며, 휘도 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)가 대각선 모드인 경우, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 나타내는 인덱스들은 표 6에서 대각선 모드를 제외하여 전술한 표 9와 같이 재구성될 수 있다. 인트라 예측 모드 획득부(2910)은 이러한 재구성된 색차 인트라 예측 모드 후보 그룹을 이용하여 비트스트림에 구비된 색차 인트라 예측 모드의 인덱스가 어떤 인트라 예측 모드를 가리키는 것인지 결정할 수 있다.부호화 모드 획득부(2910)는 총 n(n은 정수)개의 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 (n-1)개의 인트라 예측 모드에 대해서만 코드 워드를 할당하고 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드와 중복되는 인트라 예측 모드를 나머지 한 개의 인트라 예측 모드로 대체함으로써 중복되는 코드 워드를 제거하여 인트라 예측 모드의 복호화에 필요한 비트수를 감소시킬 수 있다. 전술한 예와 같이, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드가 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 DC 모드와 중복되는 경우, DC 모드의 코드 워드를 대각선 모드를 가리키는 코드 워드로 이용할 수 있다. 이와 같이, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹에서 이용가능한 인트라 예측 모드의 개수를 n(n은 양의 정수)라고 할 때, 미리 설정된 (n-1)개의 소정의 인트라 예측 모드들(candidate_Modes) 중 휘도 성분의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 나머지 한 개의 인트라 예측 모드로 대체함으로써 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 단계 3160의 색차 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성하는 단계는 휘도 성분의 인트라 예측 모드와 중복되는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 제외하고 나머지 인트라 예측 모드들에 대해서만 코드워드를 할당함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)는 DC 모드, 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Chroma)는 수평 모드, 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes)은 수직 모드, 수평 모드, DC 모드 및 DM 모드인 경우, 휘도 성분의 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드(IntraMode_Luma)인 DC 모드는 색차 성분에서 이용가능한 소정의 인트라 예측 모드들(Candidate_Modes) 중 하나에 해당된다. 이 경우, 전술한 표 6에서 DC 모드는 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 획득될 수 있으므로, DC 모드를 제외한 나머지 인트라 예측 모드에 대해서만 코드 워드를 할당한다. 즉, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 전술한 표 8과 같이 DC 모드를 제외한 나머지 4개의 인트라 예측 모드들에 대해서만 코드 워드를 할당함으로써, 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 재구성한다.
다시 도 31을 참조하면, 단계 3170에서 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 비트스트림으로부터 획득된 인덱스 및 재구성된 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹을 이용하여 색차 성분의 인트라 예측 모드를 복호화한다. 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹이 재구성된 경우, 인덱스는 인코더 측에서 동일한 과정을 통해 재구성된 색차 성분의 인트라 예측 모드 후보 그룹 중 현재 색차 성분의 예측 단위에 적용된 인트라 예측 모드에 관한 정보(코드 워드)를 나타내며, 인트라 예측 모드 획득부(2910)는 인코더측과 동일하게 재구성된 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 후보 그룹으로부터 인덱스가 가리키는 인트라 예측 모드를 선택함으로써 색차 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 결정한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장 장치 등이 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (5)
- 영상 복호화 방법에 있어서,
영상을 복수의 최대 부호화 단위로 분할하는 단계;
분할 정보에 기초하여 상기 복수의 최대 부호화 단위 중 하나의 최대 부호화 단위를 현재 부호화 단위를 포함하는 적어도 하나의 부호화 단위로 분할하는 단계;
비트스트림으로부터 영상을 구성하는 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하는 단계;
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보가 나타내는 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 하나인 경우, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대응하는 제 2 영상 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드로서 대각선 모드를 포함하는 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹을 획득하는 단계;
상기 비트스트림으로부터 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하는 단계;
상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 상기 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 인트라 예측 모드들 중 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드에 따라 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계; 및
상기 결정된 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드에 따라서 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계는,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 상기 플래너 모드인 경우, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록의 4개의 주변 픽셀에 기초하여 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 포함된 현재 픽셀의 예측 값을 획득하는 단계를 포함하고,
상기 주변 픽셀은 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록의 상측 또는 좌측에 위치하는 픽셀이고,
상기 현재 부호화 단위는 상기 분할 정보에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위이고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위는 파티션 타입 정보에 기초하여 상기 현재 부호화 단위를 분할함으로써 결정되고,
상기 파티션 타입 정보는 상기 현재 부호화 단위를 분할하는 파티션 타입인지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
- 영상 복호화 장치에 있어서,
영상을 복수의 최대 부호화 단위로 분할하고,
분할 정보에 기초하여 상기 복수의 최대 부호화 단위 중 하나의 최대 부호화 단위를 현재 부호화 단위를 포함하는 적어도 하나의 부호화 단위로 분할하고,
비트스트림으로부터 영상을 구성하는 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보가 나타내는 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 하나인 경우, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대응하는 제 2 영상 성분의 예측 단위에 적용가능한 인트라 예측 모드로서 대각선 모드를 포함하는 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹을 획득하며, 상기 비트스트림으로부터 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 상기 제 2 영상 성분 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 인트라 예측 모드들 중 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드를 결정하는 인트라 예측 모드 획득부; 및
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드에 따라 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하고, 상기 결정된 제 2 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드에 따라서 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측 수행부를 포함하고,
상기 인트라 예측 수행부가 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 때, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위의 인트라 예측 모드가 상기 플래너 모드인 경우, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록의 4개의 주변 픽셀에 기초하여 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 포함된 현재 픽셀의 예측 값을 획득하고,
상기 주변 픽셀은 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록의 상측 또는 좌측에 위치하는 픽셀이고,
상기 현재 부호화 단위는 상기 분할 정보에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위이고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위는 파티션 타입 정보에 기초하여 상기 현재 부호화 단위를 분할함으로써 결정되고,
상기 파티션 타입 정보는 상기 현재 부호화 단위를 분할하는 파티션 타입인지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
- 영상 부호화 방법에 있어서,
영상으로부터 복수의 최대 부호화 단위를 결정하는 단계;
상기 복수의 최대 부호화 단위 중 하나의 최대 부호화 단위를 적어도 하나의 부호화 단위로 계층적 분할하여 현재 부호화 단위를 포함하는 상기 적어도 하나의 부호화 단위를 결정하는 단계, 상기 현재 부호화 단위는 하위 심도의 부호화 단위들로 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위이고;
상기 현재 부호화 단위를 분할하여 제 1 영상 성분의 예측 단위를 포함하는 하나이상의 예측 단위를 결정하는 단계;
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하여 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
제 2 영상 성분에 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하여 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 영상의 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보를 생성하는 단계;
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보에 의해 나타내지는 인트라 예측 모드가 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 하나인 경우, 상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹을 생성하는 단계, 상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹은 대각 모드를 포함하고;
상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 복수의 인트라 예측 모드들에 기초하여 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보를 생성하는 단계;
상기 최대 부호화 단위 내 부호화 단위들의 분할 여부를 나타내는 분할 정보를 생성하는 단계;
상기 현재 부호화 단위를 분할하는 파티션 타입인지 여부를 나타내는 파티션 타입 정보를 생성하는 단계; 및
상기 영상의 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보, 상기 영상의 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보, 상기 분할 정보 및 상기 파티션 타입 정보를 포함하는 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록에 포함된 현재 픽셀의 예측 값이 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하는 과정에서 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 상기 블록의 4개의 주변 픽셀들을 이용하여 생성되는 경우, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 플래너 모드로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
- 영상 부호화 장치에 있어서,
영상으로부터 복수의 최대 부호화 단위를 결정하고, 상기 복수의 최대 부호화 단위 중 하나의 최대 부호화 단위를 적어도 하나의 부호화 단위로 계층적 분할하여 현재 부호화 단위를 포함하는 상기 적어도 하나의 부호화 단위를 결정하고, 상기 현재 부호화 단위는 하위 심도의 부호화 단위들로 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위이고,
상기 현재 부호화 단위를 분할하여 제 1 영상 성분의 예측 단위를 포함하는 하나이상의 예측 단위를 결정하고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하여 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 결정하고,
제 2 영상 성분에 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하여 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 결정하고,
상기 영상의 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보를 생성하고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보에 의해 나타내지는 인트라 예측 모드가 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 하나인 경우, 상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹을 생성하고, 상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹은 대각 모드를 포함하고,
상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 복수의 인트라 예측 모드들에 기초하여 상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보를 생성하고,
상기 최대 부호화 단위 내 부호화 단위들의 분할 여부를 나타내는 분할 정보를 생성하고,
상기 현재 부호화 단위를 분할하는 파티션 타입인지 여부를 나타내는 파티션 타입 정보를 생성하고,
상기 영상의 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보, 상기 영상의 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보, 상기 분할 정보 및 상기 파티션 타입 정보를 포함하는 비트스트림을 생성하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서가 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 결정하는 경우, 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록에 포함된 현재 픽셀의 예측 값이 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하는 과정에서 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 상기 블록의 4개의 주변 픽셀들을 이용하여 생성된다면, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드를 플래너 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
- 영상의 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보;
상기 영상의 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보;
최대 부호화 단위 내 부호화 단위들의 분할 여부를 나타내는 분할 정보; 및
제 1 심도의 부호화 단위가 더 이상 상기 제 1 심도보다 낮은 제 2 심도의 부호화 단위들로 분할되지 않는 경우, 제 1 심도의 부호화 단위를 분할하는 파티션 타입인지 여부를 나타내는 파티션 타입 정보를 포함하고,
영상을 복수의 최대 부호화 단위로 분할하여 복수의 최대 부호화 단위가 결정되고,
상기 복수의 최대 부호화 단위 중 최대 부호화 단위를 적어도 하나의 부호화 단위로 분할하여 현재 부호화 단위를 포함하는 적어도 하나의 부호화 단위가 결정되고, 상기 현재 부호화 단위는 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되지 않는 현재 심도의 부호화 단위이고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위를 포함하는 하나 이상의 예측 단위가 상기 현재 부호화 단위를 분할하여 결정되고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보에 의해 나타내지는 인트라 예측 모드가 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드 중 하나인 경우, 상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹이 생성되고, 상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹은 대각 모드를 포함하고,
상기 제 2 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드 정보는 상기 제 2 영상 성분에 관한 인트라 예측 모드 후보 그룹에 포함된 복수의 인트라 예측 모드들에 기초하여 생성되고,
상기 파티션 타입 정보는 상기 현재 부호화 단위를 분할하는 파티션 타입인지 여부를 나타내도록 생성되고,
상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록에 포함된 현재 픽셀의 예측 값이 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 대해 인트라 예측을 수행하는 과정에서 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위 내 블록의 4개의 주변 픽셀들을 이용하여 생성된다면, 상기 제 1 영상 성분의 예측 단위에 관한 인트라 예측 모드가 플래너 모드로 결정되는 것을 특징으로 하는 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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