KR20080068275A

KR20080068275A - 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080068275A
Application number: KR1020070005804A
Authority: KR
Inventors: 한우진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-07-23
Also published as: WO2008088141A1; EP2105027A1; US20080175316A1; EP2105027A4; CN101584218A; CN101584218B; KR101365569B1; US8391369B2

Abstract

본 발명은 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 방법은 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부를 모두 고려하여 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화함으로써, 더 높은 확률로 인트라 예측 부호화의 압축률을 높일 수 있게 된다.

인트라 예측, 최대값, H.264

Description

인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for encoding and decoding based on intra prediction}

도 1은 종래 기술에 따른 16×16 인트라 예측 모드를 나타낸다.

도 2는 종래 기술에 따른 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸다.

도 3a 및 3b는 종래 기술에 따른 인트라 예측 방향을 부호화하는 방법을 도시한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법의 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향에 대한 정보의 부호화 방법을 도시한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치를 도시한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법의 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치를 도시한다.

본 발명은 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 부호화의 대상이 되는 현재 블록의 인트라 예측 방향을 부호화함에 있어 더 높은 확률로 주변 블록들로부터 대상 블록의 인트라 예측 방향을 예측함으로써 부호화의 압축률을 높일 수 있는 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(inter prediction) 및 인트라 예측(intra prediction)을 이용해 각각의 매크로 블록을 부호화한다. 그런 다음, 부호화된 매크로 블록의 데이터 크기 및 원본 매크로 블록의 왜곡 정도를 고려하여 최적의 부호화 모드를 선택하고 매크로 블록을 부호화한다.

이 중에서 인트라 예측은 현재 픽처(picture)의 블록을 부호화하기 위해서 참조 픽처를 참조하는 것이 아니라, 부호화하려는 현재 블록과 공간적으로 인접한 화소값을 이용하여 부호화를 수행한다. 우선, 인접한 화소값을 이용하여 부호화하려는 현재 블록에 대한 예측값을 계산한다. 다음으로 예측값과 원본 현재 블록의 화소값의 차만을 부호화한다. 여기서, 인트라 예측 모드들은 크게 휘도 성분의 4×4 인트라 예측 모드, 8×8 인트라 예측모드, 16×16 인트라 예측 모드 및 색차 성분의 인트라 예측 모드로 나뉜다.

도 1을 참조하면, 16×16 인트라 예측 모드에는 수직(vertical) 모드, 수평(horizontal) 모드, DC(direct current) 모드, 플레인(plane) 모드의 총 네가지의 모드가 존재한다.

도 2는 종래 기술에 따른 4×4 인트라 예측 모드를 나타낸다.

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.

각각의 모드에 인덱싱(indexing)된 예측 모드 번호들은 각각의 모드가 사용되는 빈도수에 따라 결정된 번호이다. 확률적으로 0번 모드인 수직 모드가 대상 블록에 대해 인트라 예측을 수행할 때 가장 많이 쓰이는 모드이며, 8번인 수평 위쪽(horizontal-up) 모드가 가장 적게 쓰이는 모드이다.

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 화소 A 내지 D의 화소값을 4×4 현재 블록의 화소값으로 예측한다. 즉, 화소 A의 값을 4×4 현재 블록의 첫 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 B의 값을 4×4 현재 블록의 두 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로, 화소 C의 값을 4×4 현재 블록의 세 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로 예측하고, 화소 D의 값을 4×4 현재 블록의 네 번째 열에 포함된 4개의 화소값으로 예측한다. 다음으로 화소 A 내지 D를 이용하여 예측된 4×4 현재 블록의 예측값과 원본 4×4 현재 블록에 포함된 화소의 실제값을 감산하여 차이값을 구한 후 그 차이값을 부호화하여 현재 블록에 대한 비트스트림을 생성한다.

H.264 표준안에 따르면 영상을 부호화함에 있어 상기 4×4 인트라 예측 모드 및 16×16 인트라 예측 모드의 총 13가지 모드로 현재 매크로 블록을 부호화하여 최적의 모드로 인트라 예측 부호화를 수행한다. 최적의 모드는 원본 블록과 예측된 블록 사이의 레지듀(residue) 및 왜곡(distortion)을 고려하여 선택한다.

인트라 예측 부호화된 비트스트림을 복호화하기 위해서는 비트스트림을 수신하는 수신측에서 인트라 예측 방향에 대한 정보를 알 수 있어야 한다. 이를 위해 인트라 예측 부호화를 수행함에 있어 인트라 예측 방향에 대한 정보를 비트스트림에 삽입하여 전송한다. 인트라 예측 방향에 대한 정보를 비트스트림에 삽입할 때에도 비트수를 줄이기 위해 소정의 부호화 방법이 사용된다. H.264 표준안에 따라 인트라 예측 부호화를 수행하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 3a 및 3b는 종래 기술에 따른 인트라 예측 방향을 부호화하는 방법을 도시한다. 현재 블록(30)의 인트라 예측 모드 번호를 'P'라 하고, 상부 블록의 인트라 예측 모드 번호를 'A', 좌측 블록(32)의 인트라 예측 모드 번호를 'L'로 가정한다.

H.264 표준안에 따른 영상의 인트라 예측 부호화에서 현재 블록(30)의 인트라 예측 방향에 대한 정보는 현재 블록의 상부에 인접한 상부 블록(31) 및 좌측에 인접한 좌측 블록(32)의 인트라 예측 방향을 참조하여 부호화된다. 상부 블록(31) 및 좌측 블록(32)은 현재 블록 이전에 부호화가 완료된 주변 블록들로 각각 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호를 가지고 있다.

우선, 현재 블록(30)의 인트라 예측 모드 번호는 상부 블록(31)의 예측 모드 번호 및 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호 중 최소값과 비교된다.

최소값과 현재 블록의 예측 모드 번호가 일치하면, 인트라 예측 방향은 '1'로 부호화되어 비트스트림에 삽입된다. 비트스트림을 수신한 수신측은 상부 블록(31)과 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호를 참조하여 그 중 최소값을 현재 블록(30)의 예측 모드 번호로 결정하고 그에 따른 인트라 예측 방향으로 복호화를 수행하면 된다. 전술한 바와 같이 예측 모드 번호는 각각의 모드가 사용되는 빈도수에 따라 결정되어 있고, 현재 블록(30)은 주변 블록들과 유사한 예측 방향을 가질 확률이 높으므로, 주변 블록들의 예측 모드 번호의 최소값이 현재 블록의 예측 모드 번호가 일치할 확률이 높다. 따라서, 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보도 하나의 비트로 표현될 확률 또한 높아지고, 이에 따라 정보의 압축이 수행된다.

만약, 최소값과 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 일치하지 않으면, 이를 나타내기 위해 '0'이 비트스트림에 삽입된다. 최소값과 현재 블록의 예측 모드 번호가 일치하지 않아 현재 블록의 예측 모드 번호를 주변 블록들로부터 결정할 수 없으므로, 인트라 예측 방향에 대한 정보도 'XXX' 즉, 3 비트의 크기로 비트스트림에 삽입된다. 예측 모드 번호는 0 에서부터 8 까지 9 가지가 있고, 전술한 최소값이 현재 블록의 예측 모드 번호가 아니므로, 최소값을 뺀 나머지 8가지 경우가 3 비트에 의해 표현된다. 자세히 설명하면, 상부 블록(31)의 예측 모드 번호 및 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호의 최소값보다 현재 블록의 예측 모드 번호가 작으면, 현재 블록의 예측 모드 번호에 대한 이진수가 'XXX' 값이 된다. 그러나, 최소값보다 크면, 현재 블록의 모드 번호에 대한 이진수에서 '1'을 뺀 값이 'XXX' 값이 된다.

종래 기술에 의하면, 주변 블록의 예측 모드 번호의 최소값과 일치하는 경우에만 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보가 압축된다. 그러나, 예측 모드 번호의 최소값과 일치하지 않는 경우에는 예측 방향에 대한 정보가 총 4 비트로 표현된다.

예를 들어, 도 3a에 도시된 현재 블록이 예측 모드 1을 사용하고, 상부 블록은 예측 모드 0을 사용하며, 좌측 블록이 예측 모드 1을 사용하는 것으로 가정한다. 이 경우 종래 기술에 의하면, 예측 모드 번호의 최소값은 '0'이므로, 현재 블록의 예측 모드 번호와 일치하지 않는다. 따라서, 예측 방향에 대한 정보는 4 비트로 표시되어야 한다. 주변 블록들 중 하나의 블록과 동일한 예측 모드를 사용하고 있음에도 불구하고, 예측 방향에 대한 정보가 압축되지 않는 것이다.

따라서, 종래 기술보다 높은 확률로 예측 방향에 대한 정보를 압축할 수 있는 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인트라 예측 방향에 대한 정보를 효율적으로 압축할 수 있는 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치를 제공하는데 있고, 상기 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 영상의 인트라 예측 부 호화 방법은 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향에 따라 인트라 예측 부호화를 수행하여 소정의 비트스트림을 생성하는 단계; 및 상기 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화하여 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 삽입하는 단계는 상기 판단 결과에 따라 상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들의 최대값이 일치함을 나타내는 부호를 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 보다 바람직한 실시예에 따르면, 상기 삽입하는 단계는 상기 판단 결과에 따라 상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들이 모두 일치하지 않음을 나타내는 부호를 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 영상의 인트라 예측 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향에 따라 인트라 예측 부호화를 수행하여 소정의 비트스트림을 생성하는 인트라예측부호화부; 및 상기 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화하여 상기 비트스트림에 삽입하는 방향정보삽입부를 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 영상의 인트라 예측 복호화 방법은 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보가 서로 다른 크기로 부호화된 비트스트림을 수신하는 단계; 상기 정보를 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 방향에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 복호화를 수행하는 단계를 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 영상의 인트라 예측 복호화 장치는 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보가 서로 다른 크기로 부호화된 비트스트림을 수신하는 수신부; 상기 정보를 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하는 제어부; 및 상기 결정된 방향에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 복호화를 수행하는 인트라예측복호화부를 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 상기된 영상의 부호화, 복호 화 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 단계 410에서 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 ,하여 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정한다. 전술한 바와 같이 원본 블록과 예측된 블록 사이의 레지듀(residue) 및 왜곡(distortion)을 고려하여 최적의 방향을 인트라 예측 방향으로 선택한다.

인트라 예측 방향이 결정되면, 결정된 방향으로 인트라 예측 부호화를 수행한다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 현재 블록의 주변 블록들에 포함되어 있는 화소들을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한 다음, 원본 현재 블록과 예측 블록의 차이값인 레지듀(residue)를 이산 코사인 변환하고 양자화함으로써 현재 블록에 대한 비트스트림을 생성한다.

단계 420에서 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 장치는 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 현재 블록과 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화한다.

현재 블록 이전에 이미 부호화된 주변 블록들의 인트라 예측 방향 및 단계 410에서 결정된 현재 블록의 인트라 예측 방향에 기초하여 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화한다. 여기 주변 블록들은 바람직하게는 픽처 내에서 현재 블록의 상부에 인접한 상부 블록 및 좌측에 인접한 좌측 블록이다.

도 3과 관련하여 전술한 바와 같이 종래 기술에 따른 인트라 예측 방향을 부호화하는 방법은 주변 블록들 중에서 가장 작은 예측 모드 번호와 현재 블록의 예측 모드 번호가 일치할 때에만 인트라 예측 방향에 대한 정보를 압축하여 부호화할 수 있었다. 다시 말해, 종래 기술은 주변 블록들 사이의 예측 모드 번호의 일치 여부는 고려하지 않고, 현재 블록의 예측 모드 번호와 주변 블록들의 예측 모드 번호들 중 최소값이 일치하는지 여부만 고려하여 예측 방향에 대한 정보를 부호화하였다.

그러나, 본 발명에 따른 실시예는 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향이 일치하는지 여부 즉, 주변 블록들 사이의 예측 모드 번호가 일치하는지 여부와 함께 현재 블록과 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향이 일치하는지 여부 즉, 현재 블록의 예측 모드 번호가 주변 블록들의 예측 모드 번호와 일치하는지 여부를 고려하여 인트라 예측 방향에 대한 정보를 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화한다. 바람직한 실시예를 도 5와 관련하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향에 대한 정보의 부호화를 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 상부 블록(31) 및 좌측 블록(32)의 인트라 예측 방향에 기초하여 부호화하는 경우를 예로 들어 설명한다. 현재 블록(30)의 인트라 예측 모드 번호를 'P'라 하 고, 상부 블록의 인트라 예측 모드 번호를 'A', 좌측 블록(32)의 인트라 예측 모드 번호를 'L'로 가정한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화하는 방법은 주변 블록들 사이의 예측 모드 번호가 일치하는지 여부와 함께 현재 블록과 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향이 일치하는지 여부 및 현재 블록의 예측 모드 번호가 주변 블록들의 예측 모드 번호와 일치하는지 여부를 고려하여 5가지 경우로 나누어 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화한다.

첫 번째 경우는 min(A, L)=max(A, L)이고, P=min(A, L)인 경우 즉, 상단 블록(31) 및 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호들의 최소값과 최대값이 일치하는 경우이다. 다시 말해, 상부 블록(31)과 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호가 일치한다. 다만, 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 최소값과 일치하므로, 종래 기술과 같이 인트라 예측 방향에 대한 정보는 '1'로 부호화된다.

두 번째 경우는 min(A, L)=max(A, L)이고, P!=min(A, L)인 경우 즉, 상부 블록(31) 및 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호들의 최소값과 최대값이 일치하는 경우이다. 즉, 상부 블록(31)과 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호가 일치한다. 다만, 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 최소값 및 최대값과 일치하지 않으므로, 이를 나타내기 위해 종래 기술과 같이 이를 나타내기 위해 '0'으로 부호화한다. 또한, 'XXX'의 3 비트를 사용하여 현재 블록(30)의 예측 모드 번호를 표현한다.

'XXX'는 종래 기술과 같이 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 최소값보다 작으면 예측 모드 번호를 그대로 이진화한 값이고, 현재 블록(30)의 예측 모드 번호 가 최소값보다 크면 예측 모드 번호에서 '1'을 뺀 값을 이진화한 값이다.

세 번째 경우는 min(A, L)!=max(A, L)이고, P=min(A, L)인 경우 즉, 상부 블록(31) 및 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호들 중에서 최소값과 최대값이 불일치하는 경우이다. 즉, 상부 블록(31)과 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호가 불일치한다. 다만, 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 최소값과 일치하므로 이 경우에도 종래 기술과 같이 인트라 예측 방향에 대한 정보는 '1'로 부호화된다.

네 번째 경우는 min(A, L)!=max(A, L)이고, P=max(A, L)인 경우 즉, 상부 블록(31) 및 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호들 중에서 최소값과 최대값이 불일치하는 경우이다. 즉, 상부 블록(31)과 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호가 불일치한다. 또한, 현재 블록(30)의 예측 모드 번호는 최대값과 일치한다. 이 경우에는 현재 블록(30)이 주변 블록들의 예측 모드 번호들 중에서 최대값과 일치함을 나타내기 위해 예측 방향에 대한 정보를 '01'로 부호화한다.

종래 기술에 의하면 주변 블록들의 예측 모드 번호 중 최소값과 일치하는 경우에만 인트라 예측 방향에 대한 정보가 압축되었으나, 본 발명에 의하면 최대값과 일치하는 경우에도 2 비트만으로 표현할 수 있게 되는 것이다. 종래 기술에 의해 부호화 하면 최소값과 일치하지 않음을 나타내는 '0'과 함께 인트라 예측 방향에 대한 정보를 나타내는 'XXX'가 더해져 전체 4 비트에 의해 표현해야만 하는 경우를 본 발명에 따르면 2 비트만으로 표현하게 된다.

다섯 번째 경우는 min(A, L)!=max(A, L)이고, P!=min(A, L)이며, P!=max(A, L)인 경우 즉, 상부 블록(31)의 예측 모드 번호, 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호 및 현재 블록(30)의 예측 모드 번호 모두가 불일치하는 경우이다. 이 경우에는 현재 블록(30)과 일치하는 주변 블록들의 예측 모드 번호가 없음을 나타내기 위해 예측 방향에 대한 정보를 '00'으로 부호한다. 또한, 또한, 'YYY'의 3 비트를 사용하여 현재 블록(30)의 예측 모드 번호를 표현한다.

다섯 번째 경우에서 현재 블록(30)의 예측 모드 번호는 상부 블록(31) 및 좌측 블록(32)의 예측 모드 번호와 일치하지 않는다. 따라서, 나머지 7개의 번호 중에 하나이므로 3 비트로 표현이 가능하다.

따라서, 'YYY'는 종래 기술과 같이 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 최소값보다 작으면 예측 모드 번호를 그대로 이진화한 값으로 하고, 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 최소값보다 크면 예측 모드 번호에서 '1'을 뺀 값을 이진화한 값으로 할 수 있다.

최대값을 기준으로 최대값보다 작으면 예측 모드 번호를 그대로 이진화한 값으로 하고, 최대값보다 크면 예측 모드 번호 '1'을 뺀 값을 이진화한 값으로 할 수도 있다.

바람직하게는 현재 블록(30)의 예측 모드 번호가 최소값보다 작으면 예측 모드 번호를 그대로 이진화한 값으로 하고, 최소값과 최대값 사이이면 예측모드 번호에서 '1'을 뺀 값을 이진화한 값으로 하며, 최대값보다 크면 예측 모드 번호에서 '2'를 뺀 값을 이진화한 값으로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이 인트라 예측 방향을 부호화하면, 네 번째 경우에 있어서 4 비트로 표현되어야 하는 예측 방향에 대한 정보가 2 비트로 표현되어 비 트 절약 효과가 발생한다. 다섯 번째 경우에서 4 비트로 표현되어야 하는 예측 방향에 대한 정보가 5 비트로 표현되어 전체 비트수가 증가하는 효과가 발생하지만, 그에 비하여 네 번째 경우에 의한 비트 절약 효과가 더 크다. 현재 블록은 주변 블록들과 비슷한 경향을 가지기 쉽고 따라서, 주변 블록들의 예측 모드 번호 중 최대값과 현재 블록의 예측 모드 번호가 일치하는 네 번째 경우가 다섯 번째 경우보다 발생할 확률이 더 높기 때문이다. 발생할 확률이 같은 경우에도 네 번째 경우에는 2 비트가 절약되는 반면, 다섯 번째 경우에는 1비트만 증가하므로 비트 절약 효과는 유지된다.

도 5에 도시된 각각의 경우 및 그에 따른 부호는 예시일 뿐이며, 주변 블록들 사이의 예측 모드 번호가 일치하는지 여부 및 현재 블록의 예측 모드 번호가 주변 블록들의 예측 모드 번호와 일치하는지 여부를 고려하여 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화하는 방법이 본 발명의 범위에 포함됨은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 단계 410에서 도 5에 도시된 바와 같이 부호화된 인트라 예측 방향에 대한 정보는 단계 400에서 생성된 비트스트림에 삽입된다. 현재 블록(30)의 예측 모드에 대한 정보를 포함하도록 예정되어 있는 플래그 필드에 삽입된다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 인트라 예측 부호화 장치(600)는 인트예측부호화부(610) 및 방향정보삽입부(620)을 포함한다.

인트라예측부호화부(610)는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향에 따라 인트라 예측 부호화를 수행하여 현재 블록에 대한 비트스트림을 생성한다.

원본 블록과 예측된 블록 사이의 레지듀 및 왜곡을 고려하여 최적의 방향을 인트라 예측 방향으로 결정한다. 인트라 예측 방향이 결정되면, 결정된 방향으로 인트라 예측 부호화를 수행한다. 현재 블록의 주변 블록들에 포함되어 있는 화소들을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한 다음, 원본 현재 블록과 예측 블록의 차이값인 레지듀를 이산 코사인 변환하고 양자화함으로써 현재 블록에 대한 비트스트림을 생성한다.

방향정보삽입부(620)는 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 현재 블록과 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화하여 인트라예측부호화부에서 생성된 비트스트림에 삽입한다. 바람직하게는 현재 블록(30)에 대한 인트라 예측 모드에 대한 정보를 포함하도록 예정되어 있는 플래그 필드에 삽입된다.

도 5와 관련하여 전술한 바와 같이 주변 블록들의 예측 모드 번호가 일치하는지 여부 및 현재 블록과 주변 블록들의 예측 모드 번호가 일치하는 여부를 고려하여 예측 방향을 부호화한다.

도 5를 참조하면, 현재 블록의 예측 모드 번호가 주변 블록들의 예측 모드 번호 중 최소값과 일치하는 경우는 물론, 주변 블록들의 예측 모드 번호 중 최대값 과 일치하는 경우에도 인트라 예측 방향에 대한 정보가 2 비트만으로 표현할 수 있게 되어 종래 기술에 비하여 보다 높은 확률로 인트라 예측 방향에 대한 정보를 압축할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 단계 710에서 본 발명에 따른 인트라 예측 복호화 장치는 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 현재 블록과 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보가 서로 다른 크기로 부호화된 비트스트림을 수신한다.

인트라 예측 부호화 장치가 도 5에 도시된 일 실시예와 같이 주변 블록들 사이의 인트라 예측 모드 번호의 일치 여부 및 현재 블록와 주변 블록들 사이의 인트라 예측 모드 번호의 일치 여부에 따라 서로 다른 크기로 부호화한 인트라 예측 방향에 대한 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한다.

단계 720에서 본 발명에 따른 인트라 예측 복호화 장치는 단계 710에서 수신한 비트스트림에 포함되어 있는 인트라 예측 방향에 대한 정보를 참조하여 복호화하려는 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정한다. 도 5에 도시된 바와 같이 부호화된 인트라 예측 방향에 대한 정보는 플래그 필드에 포함되어 있다. 따라서, 이 플래그 필드를 참조하여 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정한다.

단계 730에서 본 발명에 따른 인트라 예측 복호화 장치는 단계 720에서 결정된 인트라 예측 방향에 따라 인트라 예측 복호화를 수행한다. 단계 720에서 결정 된 인트라 예측 방향에 따라 예측을 수행하여 예측 블록을 구하고, 수신한 비트스트림을 역양자화 및 역이산 코사인 변환하여 원본 현재 블록과 예측 블록의 차이인 레지듀(residue)를 구한다. 그런 다음 예측 블록과 레지듀(residue)를 가산함으로써 원본 현재 블록을 복호화한다.

도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치를 도시한다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 인트라 예측 복호화 장치(800)는 수신부(810), 제어부(820) 및 인트라예측복호화부(830)를 포함한다.

수신부(810)는 인트라 예측 방향에 대한 정보가 부호화되어 포함되어 있는 비트스트림을 수신한다. 여기서 인트라 예측 방향에 대한 정보는 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 현재 블록과 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보가 서로 다른 크기로 부호화되어 포함되어 비트스트림에 포함되어 있다. 바람직하게는 인트라 예측 방향에 대한 정보는 플래그 필드에 포함된다.

제어부(820)는 수신부(810)에서 수신한 비트스트림에 포함되어 있는 인트라 예측 방향에 대한 정보를 참조하여 복호화하려는 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정한다. 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 포함하고 있는 플래그 필드를 참조하여 인트라 예측 방향을 결정한다.

인트라예측복호화부(830)는 제어부(820)에서 결정된 인트라 예측 방향에 따라 인트라 예측 복호화를 수행한다. 제어부(820)에서 결정된 인트라 예측 방향에 따라 예측을 수행하여 예측 블록을 구하고, 수신한 비트스트림을 역양자화 및 역이 산 코사인 변환하여 원본 현재 블록과 예측 블록의 차이인 레지듀를 구한다. 그런 다음 예측 블록과 레지듀를 가산함으로써 원본 현재 블록을 복호화한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 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. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 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.

본 발명에 따르면, 현재 블록의 예측 모드 번호가 주변 블록들의 예측 모드 번호들의 최소값과 일치하는 경우뿐만 아니라, 주변 블록들의 예측 모드 번호들의 최대값과 일치하는 경우에도 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화하는데 필요한 비트수를 줄일 수 있다.

주변 블록들이 상부 블록 및 좌측 블록으로 구성되는 경우에는 현재 블록의 인트라 예측 방향이 둘 중 어느 하나의 블록의 인트라 예측 방향과 일치하기만 하면 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화하는데 필요한 비트수를 줄일 수 있다.

Claims

영상의 인트라 예측 부호화 방법에 있어서,

현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향에 따라 인트라 예측 부호화를 수행하여 소정의 비트스트림을 생성하는 단계;

상기 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화하여 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 삽입하는 단계는

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들의 최대값이 일치함을 나타내는 부호를 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 삽입하는 단계는

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들이 모두 일치하지 않음을 나타내는 부호를 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 삽입하는 단계는

상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 나타내는 부호를 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 주변 블록들은

상기 영상 중에서 상기 대상 블록의 상부에 인접한 블록 및 좌측에 인접한 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 현재 블록은

4×4 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
영상의 인트라 예측 복호화 방법에 있어서,

현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보가 서로 다른 크기로 부호화된 비트스트림을 수신하는 단계;

상기 정보를 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하는 단계; 및

상기 결정된 방향에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 비트스트림은

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들의 최대값이 일치함을 나타내는 부호를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 비트스트림은

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들이 모두 일치하지 않음을 나타내는 부호를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 비트스트림은

상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 나타내는 부호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 주변 블록들은

상기 영상 중에서 상기 대상 블록의 상부에 인접한 블록 및 좌측에 인접한 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 현재 블록은

4×4 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
영상의 인트라 예측 부호화 장치에 있어서,

현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 방향에 따라 인트라 예측 부호화를 수행하여 소정의 비트스트림을 생성하는 인트라예측부호화부;

상기 현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 서로 다른 크기를 가지는 부호로 부호화하여 상기 비트스트림에 삽입하는 방향정보삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 방향정보삽입부는

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호들이 일치 하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들의 최대값이 일치함을 나타내는 부호를 상기 비트스트림에 삽입하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 방향정보삽입부는

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들이 모두 일치하지 않음을 나타내는 부호를 상기 비트스트림에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치
제 13 항에 있어서, 상기 주변 블록들은

상기 영상 중에서 상기 대상 블록의 상부에 인접한 블록 및 좌측에 인접한 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 현재 블록은

4×4 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
영상의 인트라 예측 복호화 장치에 있어서,

현재 블록 이전에 부호화된 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부 및 상기 현재 블록과 상기 주변 블록들 사이의 인트라 예측 방향의 일치 여부에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보가 서로 다른 크기로 부호화된 비트스트림을 수신하는 수신부;

상기 정보를 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 방향을 결정하는 제어부; 및

상기 결정된 방향에 따라 상기 현재 블록의 인트라 예측 복호화를 수행하는 인트라예측복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 비트스트림은

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들의 최대값이 일치함을 나타내는 부호를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 비트스트림은

상기 주변 블록들의 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드 번호들이 일치하지 않고, 상기 현재 블록의 예측 모드 번호와 상기 주변 블록들의 예측 모드 번호들이 모두 일치하지 않음을 나타내는 부호를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 주변 블록들은

상기 영상 중에서 상기 대상 블록의 상부에 인접한 블록 및 좌측에 인접한 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 현재 블록은

4×4 블록인 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.