KR20070077955A - 인트라 예측 모드 결정 방법 및 장치 - Google Patents

인트라 예측 모드 결정 방법 및 장치 Download PDF

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KR20070077955A
KR20070077955A KR1020060007885A KR20060007885A KR20070077955A KR 20070077955 A KR20070077955 A KR 20070077955A KR 1020060007885 A KR1020060007885 A KR 1020060007885A KR 20060007885 A KR20060007885 A KR 20060007885A KR 20070077955 A KR20070077955 A KR 20070077955A
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 매크로블록 내의 에지 방향을 판단하고, 판단된 에지 방향에 부합하는 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행함으로써 부호화에 소요되는 시간을 줄이는 인트라 예측 모드 결정 방법 및 장치에 관한 것으로, 8×8 블록 단위로 인트라 예측을 수행하여 8×8 블록들의 인트라 예측 모드들을 결정하고, 결정된 8×8 블록들의 인트라 예측 모드들을 이용하여 매크로 블록 내의 에지 방향을 판단한 다음 복수 개의 4×4 인트라 예측 모드들 중 판단된 에지 방향과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 인트라 예측 모드를 선택하는 것을 특징으로 한다.

Description

인트라 예측 모드 결정 방법 및 장치{Method and apparatus for deciding intra prediction mode}
도 1은 H.264 표준안에 따른 16×16 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 2는 H.264 표준안에 따른 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법에서 에지 방향을 유추해 내는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 도 7의 단계 720을 구체화한 플로우 차트이다.
도 9는 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법에 이용되는 8×8 및 4×4 블록의 인트라 예측 모드 방향을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 장치가 적용된 영상 부호화 장치의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 장치를 나타낸 블록도이다.
본 발명은 영상의 인트라 예측시에 예측 모드를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 16×16 블록 및/또는 8×8 블록의 인트라 예측 모드 결과를 이용하여 매크로블록 내의 에지 방향을 판단하고, 판단된 에지 방향에 부합하는 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행함으로써 부호화에 소요되는 시간을 줄이는 인트라 예측 모드 결정 방법 및 장치에 관한 것이다.
동영상의 압축에 관한 H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding)에 따르면, 동영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처를 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측(inter prediction) 및 인트라 예측(intra prediction)에서 이용가능한 모든 부호화 모드에서 각각의 매크로 블록을 부호화한 다음, 매크로 블록의 부호화에 소요되는 비트율과 원 매크로 블록과 복호화된 매크로 블록과의 왜곡 정도에 따라 부호화 모드를 하나 정해 매크로 블록을 부호화한다.
인트라 예측은 현재 픽처의 매크로 블록을 부호화하기 위해서 참조 픽처를 참조하는 것이 아니라, 부호화하고자 하는 매크로 블록과 공간적으로 인접한 화소값을 이용하여 부호화하고자 하는 매크로 블록에 대한 예측값을 계산한 후, 이 예측값과 화소값의 차를 부호화한다. 인트라 예측에서 사용되는 모드는 크게 4×4 인트라 예측 모드, 16×16 인트라 예측 모드로 구분된다.
도 1은 H.264 표준안에 따른 16×16 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이고, 도 2는 H.264 표준안에 따른 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 16×16 인트라 예측 모드에는 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드, DC(Direct Current) 모드, 플레인(plane) 모드의 총 4개의 모드가 존재한다. 또한, 도 2를 참조하면, 4×4 인트라 예측 모드에는 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드, DC(Direct Current) 모드, 대각선 왼쪽(Diagonal Down-left) 모드, 대각선 오른쪽(Diagonal Down-right) 모드, 수직 오른쪽(Vertical right) 모드, 수직 왼쪽(Vertical left) 모드, 수평 위쪽(Horizontal-up) 모드 및 수평 아래쪽(Horizontal-down) 모드의 총 9개의 모드가 존재한다.
예를 들어, 도 2의 모드 0, 즉 수직 모드에 따라, 4×4 크기의 현재 블록을 예측 부호화하는 동작을 설명한다. 먼저 4×4 크기의 현재 블록의 위쪽에 인접한 픽셀 A 내지 D의 픽셀값을 4×4 현재 블록의 픽셀값으로 예측한다. 즉, 픽셀 A의 값을 4×4 현재 블록의 첫 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로, 픽셀 B의 값을 4×4 현재 블록의 두 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로, 픽셀 C의 값을 4×4 현재 블록의 세 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로, 픽셀 D의 값을 4×4 현재 블록의 네 번째 열에 포함된 4개의 픽셀값으로 예측한다. 다음, 상기 픽셀 A 내지 D를 이용하여 예측된 4×4 현재 블록과 원래의 4×4 현재 블록에 포함된 픽셀의 실제값을 감산하여 차이값을 구한 후 그 차이값을 부호화한다.
한편, 2003년에 새롭게 승인된 확장안(extension)인 FRExt(Fidelity Range Extension)는 HD급 영상에 대응되는 프로파일로서, 4×4 인트라 예측 모드와 유사한 9개의 예측 모드를 가지는 8×8 인트라 예측 모드를 추가하였다. 이에 따라 영 상 부호화시에 수행되어야 할 인트라 예측 모드가 증가함에 따라 연산 복잡도는 더욱 증가하게 되었다.
H.264는 기존의 MPEG-4 part2에 비해 20~50%, 디지털 지상파 방송에 적용한 MPEG-2보다 최고 18배까지 압축효율이 높다. 그러나, 연산량의 증가로 인해 제한된 자원의 휴대기기에서 H.264에 따른 실시간 동영상 부호화기를 구현하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 종래 기술에 의하면 인트라 부호화되는 모든 매크로 블록에 대해 9가지의 4×4 인트라 예측 모드, 9가지의 8×8 인트라 예측 모드 및 4가지의 16×16 인트라 예측 모드로 부호화를 수행하게 되므로 연산량 측면에서 비효율적이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 매크로블록 내의 에지 방향을 판단하고, 판단된 에지 방향에 부합하는 인트라 예측 모드만을 적용하여 4×4 블록의 인트라 예측을 수행함으로써 부호화에 소요되는 시간을 줄이는 인트라 예측 모드 결정 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 실시간 부호화기에 적용할 수 있도록 인트라 예측시의 연산의 복잡도를 감소시킬 수 있는 인트라 예측 모드 결정 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 영상의 인트라 예측 모드 결정 방법은, (a) 소정 크기의 제 1 블록을 분할한 제 2 블록 단위로 인 트라 예측을 수행하고 상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 결정하는 단계; (b) 상기 결정된 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 판단하는 단계; 및 (c) 상기 제 2 블록을 분할한 소정 크기의 제 3 블록에 적용 가능한 복수 개의 제 3 블록 인트라 예측 모드들 중 상기 판단된 에지 방향과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 제 3 블록 인트라 예측 모드를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상의 인트라 예측 모드 결정 장치는, 소정 크기의 제 1 블록을 분할한 제 2 블록 단위로 인트라 예측을 수행하고 상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 결정하는 제 2 블록 인트라 예측부; 상기 결정된 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 판단하는 에지 방향 판단부; 및 상기 제 2 블록을 분할한 소정 크기의 제 3 블록에 적용 가능한 복수 개의 제 3 블록 인트라 예측 모드들 중 상기 판단된 에지 방향과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 제 3 블록 인트라 예측 모드를 선택하는 제 3 블록 인트라 예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법은 8×8 블록의 인트라 예측 모 드 결과 또는 8×8 블록과 16×16 블록의 인트라 예측 모드 결과를 이용하여 매크로블록 내에 구비된 픽셀들의 에지 방향을 판단하고, 판단된 에지 방향에 대응되는 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 4×4 블록의 인트라 예측을 수행함으로써 인트라 예측 과정 중 가장 많은 연산량을 요구하는 4×4 블록의 인트라 예측에 소요되는 시간을 줄이는 데에 특징이 있다.
도 3을 참조하면, 여자 아나운서(akiyo)의 팔과 배경의 경계에 위치한 매크로블록(40)과 같이 매크로블록 내의 픽셀들이 전체적으로 수직 방향의 에지를 갖는 경우, 상기 매크로블록(40)에 대해서 16×16 블록 단위로 인트라 예측을 수행하면 최소 코스트를 갖는 16×16 인트라 예측 모드로서 수직 모드(mode 0)가 선택된다. 유사하게 상기 매크로블록(40)을 분할한 8×8 블록에 대하여 9가지의 8×8 인트라 예측 모드들을 적용하여 인트라 예측을 수행하면 최소 코스트를 갖는 8×8 인트라 예측 모드로서 수직 모드(mode 0)가 선택된다. 또한, 상기 매크로블록(40)을 4×4 블록 단위로 인트라 예측을 수행하면 9가지의 4×4 인트라 예측 모드들 중 최소 코스트를 갖는 4×4 인트라 예측 모드로서 수직 모드(mode 0)가 선택된다. 이로부터, 매크로블록 내에 소정 방향의 에지가 존재하는 경우 상대적으로 더 큰 크기의 블록 단위로 수행된 인트라 예측 결과를 이용하여 작은 크기의 블록의 인트라 예측 모드를 유추해 낼 수 있음을 알 수 있다. 즉, 16×16 및 8×8 블록의 인트라 예측 결과로부터 매크로블록 내에 존재하는 에지 방향을 판단하고, 이를 이용하여 4×4 블록의 인트라 예측 모드 결과를 유추해 낼 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법에서 에지 방 향을 유추해 내는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법은 매크로블록을 분할한 4개의 8×8 블록들에 대해서 결정된 인트라 예측 모드 결과를 이용하여 매크로블록 내에 존재하는 에지의 방향성을 판단한다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 하나의 매크로블록을 4개의 8×8 블록들(A, B, C, D)로 분할하고 각 8×8 블록들에 대하여 9가지의 인트라 예측 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행한 결과, 도 5에 도시된 바와 같이 상하로 인접한 8×8 블록 B와 D의 인트라 예측 모드로서 수직 모드(mode 0)가 결정되었다면 매크로블록의 오른쪽 부분에 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 예측할 수 있다. 이와 같은 경우 상기 블록 B와 D를 분할한 4×4 블록의 인트라 예측시 9가지의 모든 인트라 예측 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하는 대신에, 상기 예측된 에지 방향과 유사한 수직 모드 및 그에 인접한 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행하는 경우 연산량은 줄이면서도 효율적인 예측이 가능하다. 유사하게, 도 6에 도시된 바와 같이 좌우로 인접한 8×8 블록 A 및 B의 인트라 예측 모드로서 수평 모드(mode 1)가 결정되었다면 매크로블록의 위쪽 부분에 수평의 에지 성분이 존재하는 것으로 예측할 수 있다. 따라서, 상기 블록 A와 B를 분할한 4×4 블록의 인트라 예측시 수평 모드 및 그에 인접한 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행하여도 효율적인 예측이 가능하다.
따라서, 본 발명은 9가지의 4×4 인트라 예측 모드를 모두 수행하는 대신에, 8×8 블록의 인트라 예측 모드 결과를 이용하여 영상 내에 존재하는 픽셀의 에지 방향성을 판단하고 상기 판단된 에지 방향에 대응되는 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행하는 데에 특징이 있다. 또한, 본 발명은 에지 방향성을 판단할 때 결정된 16×16 인트라 예측 모드 결과를 8×8 인트라 예측 모드와 함께 고려하여 에지 방향성의 예측의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명을 설명함에 있어서 16×16 블록 및 4×4 블록의 인트라 예측 모드는 H.264 표준안에서 개시된 인트라 예측 모드를 이용하며, 8×8 블록은 전술한 FRExt에서 제안한 바와 같이 상기 4×4 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 예측 모드를 적용하여 인트라 예측되는 것으로 가정한다.
도 7을 참조하면, 먼저 복수 개의 8×8 색차 인트라 예측 모드들을 적용하여 매크로 블록을 분할한 4개의 8×8 블록별로 인트라 예측을 수행하고, 각 8×8 블록별로 최소 코스트를 갖는 최적의 8×8 인트라 예측 모드를 결정한다(단계 710). 여기서, 8×8 블록의 인트라 예측 모드로는 상기 도 2에 도시된 4×4 인트라 예측 모드가 이용된다. 즉, 8×8 휘도 블록의 인트라 예측 모드에는 수직(Vertical) 모드(mode 0), 수평(Horizontal) 모드(mode 1), DC(Direct Current) 모드(mode 2), 대각선 왼쪽(Diagonal Down-left) 모드(mode 3), 대각선 오른쪽(Diagonal Down-right) 모드(mode 4), 수직 오른쪽(Vertical right) 모드(mode 5), 수평 아래쪽(Horizontal-down) 모드(mode 6), 수직 왼쪽(Vertical left) 모드(mode 7) 및 수평 위쪽(Horizontal-up) 모드(mode 8)의 총 9개의 모드가 존재한다. 또한 코스트 계산시에는 SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference), SSD(Sum of Squared Difference), MAD(Mean of Absolute Difference), 라그랑지 함수(Lagrange Fuction) 등이 이용될 수 있다. SAD는 각 블록의 예측 오차(residue)의 절대치를 더한 값이다. SATD는 각 블록의 예측 오차값에 하다마드 변환(Hadamard Transform)을 적용하여 생성된 계수들의 절대치를 더한 값이다. SSD는 각 블록의 예측 오차값을 제곱하여 더한 값이며, MAD는 각 블록의 예측 오차값에 절대치를 더한 값의 평균값이다. 라그랑지 함수는 코스트 함수에 비트스트림의 길이 정보를 포함하여 만들어진 코스트 함수이다.
다음, 각 8×8 블록들에 대해서 결정된 인트라 예측 모드를 이용하여 매크로블록 내의 에지 방향을 판단한다(단계 720). 매크로블록 내의 상하로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드가 수직 모드 또는 수직 모드에 인접한 모드로 결정된 경우에는 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단하며, 매크로블록 내의 좌우로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 수평 모드에 인접한 모드로 결정된 경우에는 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단한다.
다음, 상기 단계 720에서 판단된 에지 방향과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 4×4 인트라 예측 모드를 선택하고, 선택된 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행한다(단계 730).
한편, 후술되는 바와 같이 매크로블록 내에 구비된 에지 방향을 더 정확하게 예측하기 위하여 16×16 매크로블록에 대해서 상기 도 1에 도시된 바와 같은 인트라 예측 모드들을 적용하여 최소 코스트를 갖는 16×16 인트라 예측 모드를 결정한 다음, 결정된 16×16 인트라 예측 모드 결과와 8×8 인트라 예측 모드 결과를 함께 고려할 수 있다.
도 8은 도 7의 단계 720을 구체화한 플로우 차트이고, 도 9는 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 방법에 이용되는 8×8 및 4×4 블록의 인트라 예측 모드 방향을 나타낸 도면이다.
도 8 및 9를 참조하면, 하나의 매크로블록 내에 구비된 8×8 블록들의 인트라 예측 모드 결과를 수신한다(단계 721).
다음, 상기 수신된 8×8 블록들의 인트라 예측 모드 결과를 이용하여 매크로블록 내에 수평 또는 수직 방향의 에지 성분이 존재하는지, 아니면 특정한 에지 방향이 존재하지 않는지를 판단한다(단계 722).
구체적으로, 상하로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드들이 수직 모드(mode 0), 수직 오른쪽 모드(mode 5) 및 수직 왼쪽 모드(mode 7) 중 하나에 해당되는 경우(CASE 1)에는 매크로 블록에 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단한다(단계 723). 예를 들어, 상기 도 5를 다시 참조하면, 8×8 블록 B와 D의 인트라 예측 모드가 수직 모드(mode 0), 수직 오른쪽 모드(mode 5) 및 수직 왼쪽 모드(mode 7) 중 하나에 해당되면, 상기 블록 B 및 D에 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단하고, 수직 방향의 에지 성분과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 mode 0, 5, 7을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다. 유사하게, 상기 도 5에서 8×8 블록 A와 C의 인트라 예측 모드가 mode 0, 5, 7 중 하나에 해당될 경우에도, 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단한다. 또한, 전술한 바와 같이 에지 방향을 좀 더 정확하게 검출하기 위하여 16×16 매크로블록에 대해서 인트라 예측을 수행하여 최소 코스트를 갖는 16×16 인트라 예측 모드를 결 정하고, 결정된 16×16 인트라 예측 모드가 수직 모드(mode 0)이면서 동시에 상하로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드들이 mode 0, 5, 7 중 하나에 해당될 경우에만 에지 방향을 수직 방향으로 결정할 수 있다. 상기와 같이 매크로블록 내에 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단된 경우에는, 상기 mode 0,5,7 만을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측을 수행하게 된다.
만약, 좌우로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드들이 수평 모드(mode 1), 수평 아래쪽 모드(mode 6) 및 수평 위쪽 모드(mode 8) 중 하나에 해당되는 경우(CASE 2)에는 매크로블록에 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단한다(단계 724). 예를 들어 상기 도 6을 다시 참조하면, 8×8 블록 A와 B의 인트라 예측 모드가 수평 모드(mode 1), 수평 아래쪽 모드(mode 6) 및 수평 위쪽 모드(mode 8) 중 하나에 해당되면 블록 A 및 B에 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단하고, 수평 방향의 에지 성분과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 mode 1, 6, 8만을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다. 유사하게, 상기 도 6에서 8×8 블록 C와 D의 인트라 예측 모드가 mode 1, 6, 8 중 하나에 해당될 경우에도, 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단한다. 또한, 에지 방향을 더 정확하게 검출하기 위하여 16×16 매크로블록에 대해서 인트라 예측을 수행하여 최소 코스트를 갖는 16×16 인트라 예측 모드를 결정하고, 결정된 16×16 인트라 예측 모드가 수평 모드(mode 1)이면서 동시에 좌우로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드들이 mode 1, 6, 8 중 하나에 해당될 경우에만 에지 방향을 수평 방향으로 결정할 수 있다. 상기와 같이 매크로블록 내에 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단된 경우에는, 상기 mode 1,6,8 만을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측을 수행하게 된다.
만약, 매크로블록 내의 8×8 블록들의 인트라 예측 모드들이 모두 DC 모드(mode 2)에 해당되는 경우에는 매크로블록 내에 특정 방향의 에지 성분이 존재하지 않는 것으로 판단하고(단계 725), 4×4 블록들에 대해서 DC 모드(mode 2)만을 적용하여 인트라 예측을 수행한다. 이 경우에도, 예측의 정확성을 높이기 위하여 16×16 매크로블록에 대해서 인트라 예측을 수행하여 최소 코스트를 갖는 16×16 인트라 예측 모드가 DC 모드(mode 2)일 경우에만 특정 방향의 에지 성분이 존재하지 않는 것으로 판단하고, DC 모드만을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측을 수행하도록 하는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 장치가 적용된 영상 부호화 장치의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 크게 예측부(1010), 변환 및 양자화부(1020) 및 엔트로피 코딩부(1030)를 구비한다.
예측부(1010)는 인터 예측과 인트라 예측을 수행한다. 인터 예측은, 이미 부호화되고 재구성되어 소정의 버퍼에 저장된 참조 픽쳐를 이용하여, 현재 픽쳐의 블록을 예측하는 것을 말한다. 이러한 인터 예측은 움직임 추정부(1011) 및 움직임 보상부(1012)에서 수행된다. 인트라 예측은 예측하고자 하는 블록에 인접한 블록의 픽셀 데이터를 이용하여 현재 블록을 예측하는 것을 말한다. 이러한 인트라 예측은 인트라 예측부(1013)에서 수행된다.
변환 및 양자화부(1020)는 상기 예측부(1010)에서 출력되는 예측 블록과 원 영상 블록의 차이값인 레지듀를 변환 및 양자화하고, 엔트로피 코딩부(1030)는 상기 양자화된 레지듀 정보를 가변 길이 부호화하여 압축을 수행한다.
특히, 본 발명에 따른 인트라 예측부(1013)는 8×8 블록에 대하여 결정된 인트라 예측 모드와 부가적으로 16×16 블록에 대하여 결정된 인트라 예측 모드를 이용하여 매크로블록 내에 구비된 에지 방향을 판단하고, 판단된 에지 방향에 부합되는 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측을 수행함으로써 인트라 예측에 소요되는 연산량을 감소시킨다.
도 11은 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 장치를 나타낸 블록도이다. 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 장치는 상기 도 10의 인트라 예측부(1013) 내부 또는 상기 인트라 예측부(1013)의 입력단에 구비되어 4×4 블록의 인트라 예측시 선별적으로 선택된 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행한다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 장치(1100)는 16×16 인트라 예측부(1110), 8×8 인트라 예측부(1120), 4×4 인트라 예측부(1130) 및 에지 방향 판단부(1140)를 포함한다.
8×8 인트라 예측부(1120)는 복수 개의 8×8 인트라 예측 모드들을 적용하여 매크로 블록을 분할한 4개의 8×8 블록별로 인트라 예측을 수행하고, 각 8×8 블록별로 최소 코스트를 갖는 최적의 8×8 인트라 예측 모드를 결정한다.
에지 방향 판단부(1140)는 각 8×8 블록들에 대해서 결정된 인트라 예측 모 드를 이용하여 매크로블록 내의 에지 방향을 판단한다. 전술한 바와 같이, 상기 에지 방향 판단부(1140)는 매크로블록 내의 상하로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드가 수직 모드 또는 수직 모드에 인접한 모드로 결정된 경우에는 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단하며, 매크로블록 내의 좌우로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 수평 모드에 인접한 모드로 결정된 경우에는 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단한다. 또한, 상기 에지 방향 판단부(1140)는 매크로블록 내의 8×8 블록의 인트라 예측 모드가 모두 DC 모드로 결정된 경우에는 매크로블록 내에 특정 방향의 에지 성분이 존재하지 않는 것으로 판단한다.
본 발명에 따른 인트라 예측 모드 결정 장치(1100)는 에지 방향의 더 정확한 판단을 위해서 16×16 인트라 예측부(1110)를 더 구비할 수 있다. 상기 16×16 인트라 예측부(1110)는 16×16 매크로블록에 대해서 인트라 예측을 수행하여 최소 코스트를 갖는 16×16 인트라 예측 모드를 결정하고, 결정된 16×16 인트라 예측 모드를 에지 방향 판단부(1140)로 전달한다. 이 경우 상기 에지 방향 판단부(1140)는 상기 결정된 16×16 인트라 예측 모드 결과와 8×8 인트라 예측 모드 결과를 함께 고려하여 양 예측 모드가 동일 또는 유사한 방향성을 갖는 경우에만 에지 방향을 판단하도록 할 수 있다. 즉, 상기 에지 방향 판단부(1140)는 16×16 인트라 예측 모드가 수직 모드(mode 0), 상하로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드가 수직 모드 또는 그에 인접한 모드(mode 0, 5, 7) 중 하나에 해당되는 경우에만 매크로블록에 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 유사하게, 상기 에지 방향 판단부(1140)는 16×16 인트라 예측 모드가 수평 모드(mode 1), 상하로 인접한 8×8 블록들의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 그에 인접한 모드(mode 1, 6, 8) 중 하나에 해당되는 경우에만 매크로블록에 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 상기 에지 방향 판단부(1140)는 16×16 블록 및 8×8 블록의 인트라 예측 모드가 모두 DC 모드(mode 2)로 결정된 경우에만 매크로블록 내에 특정 방향의 에지 성분이 존재하지 않는 것으로 판단하여 DC 모드만을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측이 수행되도록 할 수 있다.
4×4 인트라 예측부(1130)는 상기 에지 방향 판단부(1140)에서 판단된 매크로블록 내의 에지 방향과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 4×4 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다. 예를 들어, 수직 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단된 경우에는 수직 모드 또는 그에 인접한 모드(mode 0,5,7)만을 적용하여 인트라 예측을 수행하고, 수평 방향의 에지 성분이 존재하는 것으로 판단된 경우에는 수평 모드 또는 그에 인접한 모드(mode 1,6,8)만을 적용하여 인트라 예측을 수행하며, 특정 에지 방향이 존재하지 않고 16×16 블록 및 8×8 블록의 인트라 예측 모드 모두가 DC 모드(mode 2)로 결정된 경우에는 DC 모드(mode 2)만을 적용하여 인트라 예측을 수행한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
전술한 본 발명에 따르면 종래 9가지의 4×4 인트라 예측 모드 모두를 적용하여 인트라 예측을 수행한 다음 율-왜곡 최적화(Rate-Distortion Optimization)에 따라 최소 코스트를 갖는 인트라 예측을 수행하는 대신에, 매크로블록 내의 에지 방향에 부합되는 일부 4×4 인트라 예측 모드만을 적용하여 인트라 예측을 수행함으로써 인트라 예측시 소요되는 연산량을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 부호화 시간을 단축시켜 실시간 부호화기에 적용될 수 있다.

Claims (30)

  1. 영상의 인트라 예측 모드 결정 방법에 있어서,
    (a) 소정 크기의 제 1 블록을 분할한 제 2 블록 단위로 인트라 예측을 수행하고 상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 결정하는 단계;
    (b) 상기 결정된 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 제 2 블록을 분할한 소정 크기의 제 3 블록에 적용 가능한 복수 개의 제 3 블록 인트라 예측 모드들 중 상기 판단된 에지 방향과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 제 3 블록 인트라 예측 모드를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 블록은 각각 16×16, 8×8 및 4×4 크기의 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 제 1 블록 내의 상하로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수직 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수직 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수직 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 제 1 블록 내의 좌우로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수평 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수평 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 DC 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 특정 에지 방향이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 DC 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계 이전에
    상기 제 1 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 복수 개의 제 1 블록 인트라 예측 모드들 중에서 최소 코스트를 갖는 제 1 블록 인트라 예측 모드를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 결정된 제 1 블록 인트라 예측 모드가 수직 모드이고 상기 제 1 블록 내의 상하로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수직 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수직 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수직 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 결정된 제 1 블록 인트라 예측 모드가 수평 모드이고 상기 제 1 블록 내의 좌우로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수평 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수평 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 결정된 제 1 블록 인트라 예측 모드가 DC 모드이고 상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 DC 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내에 특정 에지 방향이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 DC 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 방법.
  16. 영상의 인트라 예측 모드 결정 장치에 있어서,
    소정 크기의 제 1 블록을 분할한 제 2 블록 단위로 인트라 예측을 수행하고 상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 결정하는 제 2 블록 인트라 예측부;
    상기 결정된 제 2 블록들의 인트라 예측 모드들을 이용하여 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 판단하는 에지 방향 판단부; 및
    상기 제 2 블록을 분할한 소정 크기의 제 3 블록에 적용 가능한 복수 개의 제 3 블록 인트라 예측 모드들 중 상기 판단된 에지 방향과 동일 또는 유사한 방향을 갖는 제 3 블록 인트라 예측 모드를 선택하는 제 3 블록 인트라 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 블록은 각각 16×16, 8×8 및 4×4 크기의 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 에지 방향 판단부는
    상기 제 1 블록 내의 상하로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수직 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수직 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 제 3 블록 인트라 예측부는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수직 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 에지 방향 판단부는
    상기 제 1 블록 내의 좌우로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수평 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제 3 블록 인트라 예측부는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수평 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  22. 제 16항에 있어서, 상기 에지 방향 판단부는
    상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 DC 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 특정 에지 방향이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 제 3 블록 인트라 예측부는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 DC 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  24. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 복수 개의 제 1 블록 인트라 예측 모드들 중에서 최소 코스트를 갖는 제 1 블록 인트라 예측 모드를 결정하는 제 1 블록 인트라 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 에지 방향 판단부는
    상기 결정된 제 1 블록 인트라 예측 모드가 수직 모드이고 상기 제 1 블록 내의 상하로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수직 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수직 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 제 3 블록 인트라 예측부는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수직 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  27. 제 24항에 있어서, 상기 에지 방향 판단부는
    상기 결정된 제 1 블록 인트라 예측 모드가 수평 모드이고 상기 제 1 블록 내의 좌우로 인접한 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 그 인접 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내의 에지 방향을 수평 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 제 3 블록 인트라 예측부는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 수평 모드 및 그 인접 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  29. 제 24항에 있어서, 상기 에지 방향 판단부는
    상기 결정된 제 1 블록 인트라 예측 모드가 DC 모드이고 상기 제 2 블록들의 인트라 예측 모드가 DC 모드로 결정된 경우, 상기 제 1 블록 내에 특정 에지 방향이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 제 3 블록 인트라 예측부는
    상기 제 3 블록 인트라 예측 모드로서 DC 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 모드 결정 장치.
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