KR20100005125A - 인트라-코딩을 위한 모드 균일성 시그널링 - Google Patents

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KR20100005125A
KR20100005125A KR1020097023687A KR20097023687A KR20100005125A KR 20100005125 A KR20100005125 A KR 20100005125A KR 1020097023687 A KR1020097023687 A KR 1020097023687A KR 20097023687 A KR20097023687 A KR 20097023687A KR 20100005125 A KR20100005125 A KR 20100005125A
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Abstract

매크로블록에서의 블록에 대한 하나 이상의 예측 모드를 효율적으로 시그널링하는 기술이 개시되어 있다. 모드 균일성 표시자가, 매크로블록에서의 모든 블록이 동일한 예측 모드를 사용하여 예측되어야 하는지를 나타내기 위해 각 매크로블록에 대해 제공된다. 일 실시형태에서, 인코더는 모드 균일성 표시자 및 예측 모드를 시그널링한다. 다른 실시형태에서, 디코더는 모드 균일성 표시자 및 예측 모드를 수신하며, 모드 균일성 표시자가 참이면, 예측 모드를 사용하여 매크로블록의 적어도 2개의 블록을 예측한다.
Figure P1020097023687
매크로블록, 모드 균일성 표시자, 인코더, 디코더

Description

인트라-코딩을 위한 모드 균일성 시그널링{MODE UNIFORMITY SIGNALING FOR INTRA-CODING}
기술 분야
본 발명은 디지털 비디오 프로세싱에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 인트라-프레임 비디오 인코딩 및 디코딩을 위한 기술에 관한 것이다.
우선권 주장
본 특허 출원은, 그 내용이 참조로 여기에 명백하게 포함되고, 본 발명의 양수인에게 양도된 2007년 4월 17일 출원한 미국 특허 출원 제 60/912,364 호에 기초하여 그에 대한 우선권을 주장한다.
배경
비디오 인코딩에서, 비디오 시퀀스의 프레임은 직사각형 영역 또는 블록으로 파티션될 수도 있다. 비디오 블록은 인트라-모드 (I-모드) 또는 인터-모드 (P-모드) 에서 인코딩될 수도 있다.
도 1 은, I-모드용의 종래 기술의 비디오 인코더의 도면을 도시한다. 인코더는 프레임을 복수의 블록으로 파티션하고, 그 블록 각각을 개별적으로 인코딩하도록 구성될 수도 있다. 일 예로서, 인코더는, 픽셀의 16개 로우 (row) 와 픽셀의 16개 컬럼 (column) 을 포함하는 복수의 16×16 "매크로블록" 으로 프레임을 파티션할 수도 있다. 매크로블록은, (여기에서 "블록" 이라 칭하는) 서브- 파티션 블록의 그룹핑을 포함할 수도 있다. 일 예로서, 16×16 매크로블록은 16개의 4×4 블록, 또는 다른 사이즈의 서브-파티션 블록을 포함할 수도 있다.
도 1 에서, 공간 예측기 (102) 는, 동일한 프레임에서의 이웃하는 블록으로부터의 픽셀을 사용하여 비디오 블록 (100) 으로부터 예측 블록 (103) 을 형성한다. 예측을 위해 사용된 이웃하는 블록은 예측 모드 (101) 에 의해 특정될 수도 있다. 합산기 (104) 가 예측 에러 (106), 즉, 이미지 블록 (100) 과 예측 블록 (103) 사이의 차이를 계산한다. 변환 모듈 (108) 이 예측 에러 (106) 를 기본 또는 변환 함수의 세트상에 투영 (project) 한다. 통상의 구현에서, 변환 함수는 이산 코사인 변환 (DCT), 카루넨-루베 변환 (Karhunen-Loeve Transform; KLT), 또는 임의의 다른 변환으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 변환 함수의 세트는
Figure 112009069736138-PCT00001
으로 표현될 수도 있으며, 여기서,
Figure 112009069736138-PCT00002
은 각각 개별 변환 함수를 나타낸다.
변환 모듈 (108) 은, 변환 함수 각각에 할당된 가중치에 대응하는 변환 계수의 세트 (110) 를 출력한다. 예를 들어, 변환 함수의 세트
Figure 112009069736138-PCT00003
에 대응하는 계수의 세트
Figure 112009069736138-PCT00004
가 계산될 수도 있다. 그 후에, 변환 계수 (110) 는 양자화기 (112) 에 의해 양자화되어, 양자화된 변환 계수 (114) 를 생성한다. 양자화된 계수 (114) 와 예측 모드 (101) 가 디코더로 송신될 수도 있다.
도 1a 는, I-모드용의 비디오 디코더를 도시한다. 도 1a 에서, 양자화된 계수 (1000) 가 인코더에 의해 디코더에 제공되며, 역변환 모듈 (1004) 에 공급된다. 역변환 모듈 (1004) 은, 양자화된 계수 (1000) 및 변환 함수의 고정 세트, 예를 들어,
Figure 112009069736138-PCT00005
에 기초하여 예측 에러 (1003) 를 재구성한다. 예측 모드 (1002) 가, 이미 디코딩된 이웃하는 블록의 픽셀 값에 기초하여 예측 블록 (1007) 을 생성하는 역 공간 예측 모듈 (1006) 에 공급된다. 예측 블록 (1007) 은 예측 에러 (1003) 와 조합되어 재구성된 블록 (1010) 을 생성한다. 재구성된 블록 (1010) 과 도 1 에서의 원래의 블록 (100) 사이의 차이는 재구성 에러로서 알려져 있다.
도 1 의 공간 예측기 (102) 의 예를, ITU 에 의해 공표된 ITU-T 권고 H.264 의 섹션 8.3.1 - 전기통신 표준 섹터 (2005년 3월) (이하, H.264-2005) 를 참조하여 여기에 설명한다. H.264-2005 에서, 코더는, 4×4 블록의 예측을 위한 9개 예측 모드를 제공하며, 이것은 도 2 에 도시된 바와 같이, 0 내지 8 로 라벨링된 DC 예측 (모드 2) 과 8개의 방향성 모드를 포함한다. 각 예측 모드는, 도 3 에 예시된 바와 같이, 각 픽셀을 인코딩하는 이웃하는 픽셀의 세트를 특정한다. 도 3 에서, a 로부터 p 까지의 픽셀이 인코딩될 것이며, 이웃하는 픽셀 A 내지 L 및 X 는 픽셀 a 내지 p 를 예측하기 위해 사용된다. 예를 들어, 모드 0 가 선택되면, 픽셀 a, e, i 및 m 은 이들을 픽셀 A 와 동일하게 설정함으로써 예측되고, 픽셀 b, f, j 및 n 은 이들을 픽셀 B 와 동일하게 설정함으로써 예측된다. 유사하게는, 모드 1 이 선택되면, 픽셀 a, b, c 및 d 는 이들을 픽셀 I 와 동일하게 설정함으로써 예측되고, 픽셀 e, f, g 및 h 는 이들을 픽셀 J 와 동일하게 설정함으로써 예측된다. 따라서, 모드 0 는 수직 방향에서의 예측기이고, 모드 1 은 수평 방향에서의 예측기이다.
종종, 16×16 매크로블록이, 동일한 예측 모드를 사용하여 모두 인코딩된 4×4 블록을 포함한다. 매크로블록에서의 모든 블록이 동일한 예측 모드를 사용하여 인코딩된다는 것을 디코더에 시그널링하는 효율적인 방식을 제공하는 것이 바람직하다.
개요
본 발명의 일 양태는, 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 인코딩하는 방법을 제공하고, 이 방법은, 각 블록에 대해, 이웃하는 픽셀에 기초하여 블록에서 픽셀을 예측하는 예측 모드를 선택하는 단계, 및 매크로블록에 대한 모드 균일성 표시자를 제공하는 단계를 포함하며, 모드 균일성 표시자는 매크로블록에서의 복수의 블록이 동일한 선택된 예측 모드를 갖는지를 나타낸다.
본 발명의 다른 양태는, 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 예측하는 방법을 제공하고, 이 방법은, 매크로블록에 대한 모드 균일성 표시자와 예측 모드를 수신하는 단계, 및 모드 균일성 표시자가 참 (true) 인 경우에, 수신된 예측 모드에 따라 매크로블록 중 적어도 2개의 블록을 예측하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는, 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블 록을 포함하는 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치를 제공하고, 이 인코딩된 매크로블록은, 매크로블록에서의 적어도 하나의 블록에 대응하고, 블록에서 픽셀을 예측하기 위해 사용된 이웃하는 픽셀의 조합을 특정하는 예측 모드, 및 매크로블록에서의 복수의 블록이 동일한 예측 모드를 갖는지를 나타내는 모드 균일성 표시자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 예측하는 장치를 제공하고, 이 장치는, 매크로블록에 대한 예측 모드와 모드 균일성 표시자를 수신하고, 모드 균일성 표시자가 참이면, 이 장치는, 수신된 예측 모드에 따라 매크로블록의 적어도 2개의 블록을 예측한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 예측하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하고, 이 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터로 하여금 매크로블록에 대한 예측 모드와 모드 균일성 표시자를 수신하게 하는 코드, 및 컴퓨터로 하여금, 모드 균일성 표시자가 참인 경우에, 수신된 예측 모드에 따라 매크로블록의 적어도 2개의 블록을 예측하게 하는 코드를 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은, I-모드용의 종래 기술의 비디오 인코더의 도면을 도시한다.
도 1a 는, I-모드용의 종래 기술의 비디오 디코더를 도시한다.
도 2 는, H.264-2005 에 설명된 예측 모드를 도시한다.
도 3 은, 예측 모드를 사용하는 픽셀 예측을 예시한다.
상세한 설명
매크로블록에서의 블록을 인코딩하기 위해 사용된 예측 모드를 효율적으로 시그널링하기 위한 기술을 여기에 개시한다.
H.264-2005 에서, 예측 모드는 16×16 매크로블록에서의 각 4×4 블록에 대해 유도된다. 예측 모드는 각 블록에 대해, 즉 매크로블록 당 16 모드가 인코더로부터 디코더로 시그널링된다.
본 발명에 따르면, "모드 균일성" 표시자는, 매크로블록내의 모든 4×4 블록이 동일한 예측 모드를 사용하는지를 나타내기 위해 매크로블록 레벨에 대해 시그널링될 수 있다. 일 실시형태에서, 모든 균일성 표시자는 비트이다. 비트가 참이면, 예측 모드는 소정의 매크로블록에서의 모든 4×4 블록에 대해 오직 1회만 시그널링된다. 일 실시형태에서, 예측 모드는 좌상단 4×4 블록에 대해서만 시그널링된다. 비트가 거짓 (false) 이면, 예측 모드는 H.264-2005 에 의해 규정된 바와 같이, 각 4×4 블록에 대해 시그널링된다.
모든 균일성 표시자는 또한, 매크로블록에서의 블록의 임의의 서브세트에 대한 모드 균일성을 시그널링하도록 정의될 수도 있다. 따라서, 다중의 모드 균일성 표시자가 플렉시빌리티를 위해 단일의 매크로블록에 대해 제공될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 모드 균일성 표시자가 매크로블록의 상부 절반에서의 8개의 4×4 블록에 대해 제공될 수도 있으며, 제 2 모드 균일성 표시자가 매크로블록의 하부 절반에서의 8개의 4×4 블록에 대해 제공될 수도 있다.
개시된 기술은 16×16 픽셀을 갖는 매크로블록, 및/또는 4×4 픽셀을 갖는 블록에 적용될 필요가 없다. 또한, 매크로블록과 블록 사이즈의 다른 조합이 설명한 시그널링을 채용할 수도 있다.
여기에 설명한 교시에 기초하여, 여기에 개시된 양태가 임의의 다른 양태들과는 독립적으로 구현될 수도 있으며, 이들 양태들 중 2개 이상이 다양한 방식으로 조합될 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 여기에 설명한 기술은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어에서 구현되면, 이 기술은 디지털 하드웨어, 아날로그 하드웨어 또는 이들의 조합을 사용하여 실현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현되면, 이 기술은 하나 이상의 명령 또는 코드가 저장되는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터-프로그램 제품에 의해 적어도 부분적으로 실현될 수도 있다.
제한이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터-판독가능한 매체는, 동기식 동적 랜덤 액세스 메모리 (SDRAM) 와 같은 RAM, 판독 전용 메모리 (ROM), 비휘발성 랜덤 액세스 메모리 (NVRAM), ROM, 전기적으로 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리 (EEPROM), 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리 (EPROM), FLASH 메모리, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장부, 자기 디스크 저장부 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 명령 또는 데이터 구조의 형태로 소망하는 프로그램 코드를 반송하거나 저장하기 위해 사용될 수 있는 임의의 다른 유형의 매체를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품의 컴퓨터-판독가능한 매체와 관련된 명령 또는 코드 는, 컴퓨터, 예를 들어, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서 (DSP), 범용 마이크로프로세서, ASIC, FPGA, 또는 다른 등가의 집적 또는 개별 로직 회로와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수도 있다.
다수의 양태와 예들을 설명하였다. 그러나, 이들 예들에 대한 다양한 변경이 가능하며, 여기에 제공된 원리는 다른 양태에 또한 적용될 수도 있다. 이들 및 다른 양태는 아래의 청구범위의 범주내에 있다.

Claims (25)

  1. 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 인코딩하는 방법으로서,
    각 블록에 대해, 이웃하는 픽셀들에 기초하여 상기 블록에서 픽셀들을 예측하는 예측 모드를 선택하는 단계; 및
    상기 매크로블록에 대한 모드 균일성 (uniformity) 표시자를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 모드 균일성 표시자는, 상기 매크로블록에서의 다중 블록들이 동일한 선택된 예측 모드를 갖는지를 나타내는, 매크로블록을 인코딩하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자는, 상기 매크로블록에서의 모든 블록들이 상기 동일한 선택된 예측 모드를 갖는지를 나타내는, 매크로블록을 인코딩하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자는, 모드 균일성 비트인, 매크로블록을 인코딩하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각 블록이 4×4 픽셀들을 포함하고, 상기 매크로블록은 16×16 픽셀들을 포함하는, 매크로블록을 인코딩하는 방법.
  5. 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 예측하는 방법으로서,
    상기 매크로블록에 대한 예측 모드 및 모드 균일성 표시자를 수신하는 단계; 및
    상기 모드 균일성 표시자가 참 (true) 이면, 상기 수신된 예측 모드에 따라 상기 매크로블록의 적어도 2개의 블록을 예측하는 단계를 포함하는, 매크로블록을 예측하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자가 참이면, 상기 수신된 예측 모드에 따라 상기 매크로블록의 모든 블록들을 예측하는 단계를 더 포함하는, 매크로블록을 예측하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자는, 모드 균일성 비트인, 매크로블록을 예측하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    각 블록이 4×4 픽셀들을 포함하고, 상기 매크로블록은 16×16 픽셀들을 포함하는, 매크로블록을 예측하는 방법.
  9. 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치로서,
    상기 인코딩된 매크로블록은,
    상기 인코딩된 매크로블록에서의 적어도 하나의 블록에 대응하는 예측 모드로서, 상기 블록에서 픽셀들을 예측하기 위해 사용된 이웃하는 픽셀들의 조합들을 특정하는, 상기 예측 모드; 및
    상기 인코딩된 매크로블록에서의 복수의 블록이 동일한 예측 모드를 갖는지를 나타내는 모드 균일성 표시자를 포함하는, 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자는, 상기 인코딩된 매크로블록에서의 모든 블록들이 상기 동일한 예측 모드를 갖는지를 나타내는, 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자는, 모드 균일성 비트인, 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    각 블록이 4×4 픽셀들을 포함하고, 상기 인코딩된 매크로블록은 16×16 픽셀들을 포함하는, 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 집적 회로인, 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 핸드셋인, 인코딩된 매크로블록을 생성하는 장치.
  15. 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 예측하는 장치로서,
    상기 장치는, 상기 매크로블록에 대한 예측 모드 및 모드 균일성 표시자를 수신하고,
    상기 모드 균일성 표시자가 참이면, 상기 장치는 상기 수신된 예측 모드에 따라 상기 매크로블록의 적어도 2개의 블록을 예측하는, 매크로블록을 예측하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 장치는 또한, 상기 모드 균일성 표시자가 참이면, 상기 수신된 예측 모드에 따라 상기 매크로블록의 모든 블록들을 예측하는, 매크로블록을 예측하는 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자는, 모드 균일성 비트인, 매크로블록을 예측하는 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    각 블록이 4×4 픽셀들을 포함하고, 상기 매크로블록은 16×16 픽셀들을 포함하는, 매크로블록을 예측하는 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 장치는 집적 회로인, 매크로블록을 예측하는 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 장치는 핸드셋인, 매크로블록을 예측하는 장치.
  21. 각 블록이 픽셀 값들의 세트를 포함하는 복수의 블록을 포함하는 매크로블록을 예측하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하고,
    상기 컴퓨터-판독가능한 매체는,
    컴퓨터로 하여금, 상기 매크로블록에 대한 예측 모드 및 모드 균일성 표시자를 수신하게 하는 코드; 및
    상기 모드 균일성 표시자가 참이면, 컴퓨터로 하여금, 상기 수신된 예측 모드에 따라 상기 매크로블록의 적어도 2개의 블록을 예측하게 하는 코드를 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 매크로블록을 예측하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자가 참이면, 컴퓨터로 하여금, 상기 수신된 예측 모드에 따라 상기 매크로블록의 모든 블록들을 예측하게 하는 코드를 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 매크로블록을 예측하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 모드 균일성 표시자는, 모드 균일성 비트인, 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 매크로블록을 예측하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 제 21 항에 있어서,
    각 블록이 4×4 픽셀들을 포함하고, 상기 매크로블록은 16×16 픽셀들을 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 매크로블록을 예측하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 핸드셋인, 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 매크로블록을 예측하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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