KR20110060105A - 인트라 예측을 이용한 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 매크로 블록 타입 정보와 레지듀얼 정보를 수신하고, 상기 매크로 블록 타입 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 픽셀값을 상기 현재 블록내의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 예측하며, 상기 매크로 블록 타입 정보에 기초하여 상기 예측된 픽셀 행 또는 픽셀 열에 속한 픽셀값을 수정하고, 상기 수정된 현재 블록의 픽셀값과 상기 레지듀얼 정보를 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 것을 특징으로 한다.
인트라 예측

Description

인트라 예측을 이용한 비디오 신호 처리 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR PROCESSING A VIDEO SIGNAL USING AN INTRA PREDICTION}
본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하는 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 압축 부호화의 대상에는 음성, 영상, 문자 등의 대상이 존재하며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다. 비디오 영상의 일반적인 특징은 공간적 중복성, 시간적 중복성을 지니고 있는 점에 특징이 있다.
이와 같이 공간적 중복성 및 시간적 중복성을 충분히 제거하지 않으면, 비디오 신호를 부호화하는 데 있어서 압축률이 낮아질 뿐만 아니라, 공간적 중복성 및 시간적 중복성을 과도하게 제거하는 경우, 비디오 신호를 디코딩하는 데 있어서 필요한 정보를 생성하지 못하기 때문에 복원율이 나빠지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 매크로 블록 내의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 인트라 예측을 하고, 상기 예측된 매크로 블록 내의 픽셀 행 또는 픽셀 열을 인트라 예측을 위한 참조 픽셀로 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 매크로 블록의 예측 모드에 따른 예측 방향을 고려하여 매크로 블록 내의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 매크로 블록의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 인트라 예측된 픽셀의 경우, 상기 픽셀에 인접한 픽셀을 이용하여 다시 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
인트라 예측을 위한 참조 픽셀을 매크로 블록 내의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 갱신함으로써 더 정확한 예측이 가능하므로, 압축 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 매 픽셀 단위로 참조 픽셀을 갱신하는 것이 아니라 픽셀 행 또는 픽셀 열 단 위로 동시에 참조 픽셀을 갱신할 수 있으므로, 동작 속도를 향상시킬 수 있다.
비디오 신호 데이터를 압축 코딩하는 기술은 공간적 중복성, 시간적 중복성, 스케일러블한 중복성, 시점 간 존재하는 중복성을 고려하고 있다. 시점 간 중복성을 고려한 압축 코딩 기술은 본 발명의 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상은 시간적 중복성, 스케일러블한 중복성 등을 고려한 압축 코딩 기술에도 적용될 수 있다. 본 명세서에서 코딩이라 함은 인코딩과 디코딩의 개념을 모두 포함할 수 있고, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 따라 유연하게 해석할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 비디오 신호 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 상기 디코딩 장치는 크게 엔트로피 디코딩부(100), 역양자화/역변환부(200), 인트라 예측부(300), 디블록킹 필터부(400), 복호 픽쳐 버퍼부(500), 인터 예측부(600) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 디코딩 장치에서는 수신된 비디오 영상을 복호하기 위하여 NAL 단위로 파싱을 수행한다. 일반적으로 하나 또는 그 이상의 시퀀스 파라미터 셋과 픽쳐 파라미터 셋이 슬라이스 헤더와 슬라이스 데이터가 디코딩되기 전에 디코더로 전송된다. 이때 NAL 헤더 영역 또는 NAL 헤더의 확장 영역에는 여러 가지 속성 정보가 포함될 수 있다.
파싱된 비트스트림은 엔트로피 디코딩부(100)를 통하여 엔트로피 디코딩되 고, 각 매크로 블록의 계수, 움직임 벡터 등이 추출된다. 역양자화/역변환부(200)에서는 수신된 양자화된 값에 일정한 상수를 곱하여 변환된 계수값을 획득하고, 상기 계수값을 역변환하여 픽셀값을 복원하게 된다. 상기 복원된 픽셀값을 이용하여 인트라 예측부(300)에서는 현재 픽쳐 내의 디코딩된 샘플로부터 인트라 예측(intra prediction)을 수행하게 된다. 상기 인트라 예측부(300)에서는 현재 픽쳐 내에서 현재 블록에 이웃한 블록(이하, 이웃 블록이라 한다.)의 픽셀값을 이용하여 현재 블록의 픽셀값을 예측하는데, 더 정확한 예측을 수행할 수 있다면 화질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 코딩 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 인트라 예측을 위한 다양한 실시예들을 이하 도면을 참조하면서 상세히 설명하도록 한다.
한편, 디블록킹 필터부(400)에서는 블록 왜곡 현상을 감소시키기 위해 각각의 코딩된 매크로블록에 적용된다. 필터는 블록의 가장자리를 부드럽게 하여 디코딩된 프레임의 화질을 향상시킨다. 필터링 과정의 선택은 경계 세기(boundary strength)와 경계 주위의 이미지 샘플의 변화(gradient)에 의해 좌우된다. 필터링을 거친 픽쳐들은 출력되거나 참조 픽쳐로 이용하기 위해 복호 픽쳐 버퍼부(500)에 저장된다.
복호 픽쳐 버퍼부(Decoded Picture Buffer unit)(500)에서는 인터 예측(inter prediction)을 수행하기 위해서 이전에 코딩된 픽쳐들을 저장하거나 개방하는 역할 등을 수행할 수 있다. 이 때 복호 픽쳐 버퍼부(500)에 저장하거나 개방하기 위해서 각 픽쳐의 frame_num 과 POC(Picture Order Count)를 이용하게 된다. 상기 복호 픽쳐 버퍼부(500)는 참조 픽쳐 저장부(미도시)와 참조 픽쳐 리스트 생성 부(미도시)와 참조 픽쳐 관리부(미도시)를 포함한다.
상기 참조 픽쳐 저장부는 현재 픽쳐의 코딩을 위해 참조가 되는 픽쳐들을 저장한다. 참조 픽쳐 리스트 생성부는 인터 예측을 위한 참조 픽쳐들의 리스트를 생성하게 된다.
참조 픽쳐 관리부는 보다 유연하게 인터 예측을 실현하기 위하여 참조 픽쳐를 관리한다. 예를 들어, 적응 메모리 관리 방법(Memory Management Control Operation Method)과 이동 윈도우 방법(Sliding Window Method)이 이용될 수 있다. 이는 참조 픽쳐와 비참조 픽쳐의 메모리를 하나의 메모리로 통일하여 관리하고 적은 메모리로 효율적으로 관리하기 위함이다. 이러한 과정을 통해 관리되는 참조 픽쳐들은 인터 예측부(600)에서 이용될 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 인터 예측된 픽쳐들과 인트라 예측된 픽쳐들은 예측 모드에 따라 선택되어 현재 픽쳐를 복원하게 된다. 이하, 인트라 예측을 위한 다양한 실시예들을 설명하도록 한다.
먼저, 도 2 내지 도 4는 현재 블록을 인트라 코딩함에 있어서, 상기 현재 블록의 좌측, 상단, 좌측 상단, 우측 상단에 접해 있는 픽셀을 이용하여 현재 블록의 픽셀값을 예측하는 방법(이하, 제 1 예측 방법이라 한다.)을 제안한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측을 설명하기 위한 블록의 구조를 나타낸다.
비디오 신호를 압축 코딩함에 있어서, 블록 간의 픽셀 상관성을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 도 2를 참조하면, 16x16 매크로블록 내에서 4x4 인트 라 예측을 수행하기 위한 코딩 순서 및 블록(픽셀) 구조를 볼 수 있다. 먼저, 16x16 화소를 구성하는 0~15의 블록은 블록의 번호 순서(0에서 15)로 코딩을 수행하게 된다. 그리고, 현재 블록의 인트라 예측을 위해 상기 현재 블록에 대한 이웃 블록으로서, 이미 코딩된 블록이 참조될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(6)의 좌측(3), 상단(4), 좌측 상단(1) 및 우측 상단(5) 블록들이 상기 현재 블록(6)의 인트라 예측을 위해 참조될 수 있다. 상기 좌측(3), 상단(4), 좌측 상단(1) 및 우측 상단(5) 블록들 내의 픽셀을 이용하여 현재 블록(6)의 인트라 예측을 수행할 수 있고, 상기 픽셀은 상기 현재 블록(6)에 인접한 픽셀(A,B,C,D)일 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측을 설명하기 위한 예측 모드를 나타낸다.
인트라 예측을 수행하기 위해서 현재 블록이 어느 참조 블록의 어느 픽셀 값을 이용할지 여부가 결정될 수 있다. 어느 참조 블록의 어느 픽셀 값을 이용할지 여부는 인트라 예측 방향을 나타내는 예측 모드에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 2와 도 3을 참조하면, 현재 블록(6)의 예측 모드가 0인 경우 수직 방향으로 인접한 블록(4)의 픽셀(C)을 참조할 수 있고, 1인 경우는 수평 방향으로 인접한 블록(3)의 픽셀(A)을 참조할 수 있고, 2인 경우는 수평 및 수직 방향으로 인접한 블록들(3,4)의 픽셀(A,C)을 참조할 수 있다. 그리고, 현재 블록(6)의 예측 모드가 3 또는 7인 경우 상단 블록(4)과 우측 상단 블록(5)의 픽셀(C,D)을 참조할 수 있고, 4, 5, 또는 6인 경우는 좌측 블록(3), 좌측 상단 블록(1) 및 상단 블록(4)의 픽셀(A,B,C)을 참조할 수 있고, 8인 경우는 좌측 블록(3)의 픽셀(A)을 참조할 수 있 다. 이때, 현재 블록의 인트라 예측을 위해 이용되는 픽셀은, 예를 들어, 코딩된 픽셀 값 그대로 이용될 수 있고, 또는 이미 코딩된 픽셀들 간의 상관성을 반영하여 이용될 수 있으며, 또는 코딩된 픽셀 값으로부터 내삽(interpolation) 또는 외삽(extrapolation)된 픽셀 값으로 이용될 수 있다. 또는 위의 예시들의 결합에 의해서도 이용될 수 있다. 이하에서는 상기 다양한 예시들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 픽셀간 상관성을 이용하여 예측값을 획득하는 인트라 예측부(300)의 내부 블록도를 나타낸다.
상기 인트라 예측부(300)는 예측 모드 확인부(310), 상관 파라미터 정보 유도부(320) 및 예측값 획득부(330)를 포함한다.
상기 도 3에서 살펴본 바와 같이, 인트라 예측을 위해 이미 코딩된 픽셀들 간의 상관성을 반영하여 수정된 픽셀 값을 이용할 수 있다. 픽셀들 간의 상관성(correlation)이라 함은, 예를 들어, 코딩된 픽셀들의 픽셀 값 경향, 또는 코딩된 픽셀들의 위치에 따른 픽셀 값 변화 등을 의미할 수 있다.
먼저, 예측 모드 확인부(310)는 현재 매크로블록의 블록 타입을 확인함으로써 상기 현재 매크로블록의 예측 모드를 확인할 수 있다. 상기 예측 모드에 따라 상기 현재 매크로블록이 수정된 픽셀 값을 이용하여 인트라 예측을 수행하게 되는 경우, 상관 파라미터 정보 유도부(320)는, 수정된 픽셀 값을 획득하기 위해 상관 파라미터 정보를 유도할 수 있다. 여기서, 상관 파라미터 정보라 함은, 코딩된 픽셀들의 픽셀 값 경향, 또는 코딩된 픽셀들의 위치에 따른 픽셀 값 변화 등을 고려 하여 생성된 변수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 픽셀들의 위치에 따른 픽셀 값 변화가 선형적으로 증가 또는 감소하는 경향이 있는 경우, 상기 상관 파라미터 정보는 선형적인 증가 또는 감소를 나타내는 선형 함수를 이용함으로써 유도될 수 있다. 다른 예로, 코딩된 픽셀들의 위치에 따른 픽셀 값 변화가 불규칙적인 경우, 최소제곱법(least square estimation)을 이용함으로써 상기 상관 파라미터 정보를 유도할 수 있다. 이때, 픽셀 값 변화의 정도에 따라 2 이상의 상관 파라미터 정보가 유도될 수 있다.
상기 상관 파라미터 정보가 유도되면 예측값 획득부(330)에서는 상기 유도된 상관 파라미터 정보와 이미 코딩된 픽셀 값을 이용하여 예측 픽셀 값을 획득할 수 있다. 이하에서는, 이웃 블록의 코딩된 픽셀값을 이용하여 현재 블록의 픽셀값을 예측하는 구체적인 실시예를 살펴보기로 한다.
다음으로, 현재 블록을 인트라 코딩함에 있어서, 현재 블록의 픽셀은 매크로 블록 타입에 따른 예측 모드와 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 픽셀을 이용할 뿐만 아니라, 상기 현재 블록 내의 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하여 상기 현재 블록의 픽셀값을 예측하는 방법(이하, 제 2 예측 방법이라 한다.)을 제안한다.
도 5는 현재 블록 내의 인트라 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하여 상기 현재 블록의 픽셀값을 예측하는 과정을 도시한 블록도이다.
수신된 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 매크로 블록 타입 정보, 레지듀얼 정보 등을 파싱할 수 있다(S500). 상기 매크로 블록 타입 정보는 코딩 모드 식별 정보 및 예측 블록의 크기 정보를 포함할 수 있다. 상기 코딩 모드라 함은 상기 매크로 블록이 코딩되는 방식으로서, 이에는 인트라 모드와 인터 모드가 있다. 상기 예측 블록의 크기 정보는 상기 인트라 모드 또는 인터 모드로 예측되는 블록의 크기를 의미할 수 있다. 한편, 상기 매크로 블록이 인트라 모드로 예측되는 경우, 상기 매크로 블록 타입 정보는 상기 매크로 블록의 예측 모드를 더 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보라 함은 상기 현재 블록의 원래 픽셀값과 상기 현재 블록의 예측된 픽셀값 간의 차이값을 의미할 수 있다. 상기 현재 블록의 매크로 블록 타입이 인트라 N*N인 경우, 상기 현재 블록의 매크로 블록 타입에 따라 상기 현재 블록의 예측 모드가 결정될 수 있다(S510). 상기 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록 내의 픽셀 행(row) 또는 픽셀 열(column) 단위로 인트라 예측을 수행할 수 있다(S520). 즉, 상기 현재 블록의 픽셀 행 또는 픽셀 행에 속하는 수개의 픽셀은 동시에 예측됨을 의미할 수 있다. 현재 블록의 픽셀 행(row) 또는 픽셀 열(column) 단위로 인트라 예측을 수행할 경우 이용되는 참조 픽셀은 상기 픽셀 행(row) 또는 상기 픽셀 열(column)에 인접한 픽셀을 의미할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 제 n 픽셀 행에 대해서 인트라 예측을 수행할 경우, 이용되는 참조 픽셀은 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록 내의 픽셀(예를 들어, 현재 블록의 좌측, 상단, 좌측 상단, 우측 상단에 접해있는 픽셀)일 수 있고, 또는 상기 현재 블록의 제 n 픽셀 행에 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 n-1 픽셀 행 내의 픽셀일 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 n-1 픽셀 행일 수도 있다. 상기 현재 블록의 우측 블록내의 픽셀은 상기 현재 블록의 예측 모드에 따라 참조 픽셀로 이용되는지 여부가 결정될 수 있다. 현재 블록의 제 n 픽셀 행이라 함은 현재 블록의 상단으로부터 n번째 픽셀 행을 의미할 수 있고, 현재 블록의 우측 블록의 제 n 픽셀 행은 상기 우측 블록의 상단으로부터 n번째 픽셀 행을 의미할 수 있다. 또한, 상기 n은 1보다 크거나 같고, N보다 작거나 같은 정수를 의미할 수 있다.
현재 블록 내의 모든 픽셀 행 또는 픽셀 열에 대해서 인트라 예측이 완료된 경우, 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보를 이용하여 상기 현재 블록을 복원할 수 있다(S530).
그러나, 상기 현재 블록의 매크로 블록 타입이 인터 N*N인 경우, 상기 현재 블록에 대한 모션 정보 및 참조 픽쳐 번호를 획득할 수 있다(S540). 상기 모션 정보 및 참조 픽쳐 번호를 이용하여 상기 현재 블록의 픽셀값을 예측할 수 있다(S550). 상기 예측된 현재 블록의 픽셀값과 비트스트림으로부터 파싱된 레지듀얼 정보를 이용하여 상기 현재 블록을 복원할 수 있다(S560).
이러한 기술적 사상은 픽셀 행에만 국한되지 않으며, 픽셀 열에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 한편, 예측 모드 확인부(310)로부터 확인된 상기 현재 블록의 예측 모드는 현재 블록의 픽셀 행(row) 또는 상기 픽셀 열(column)에 동일하게 적용될 수 있다.
도 6a와 도 6b는 예측 모드가 3인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 6a와 도 6b를 참조하면, 현재 블록은 4*4화소이며, 예측 모드가 3인 경우 현재 블록은 인트라 예측을 수행하기 위하여 현재 블록의 상단에 인접한 픽셀과 우 측 상단에 위치한 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수 있고, 상기 현재 블록 내의 예측된 픽셀뿐만 아니라, 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀도 참조 픽셀로 이용할 수 있다.
도 6a의 경우, 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀은 상기 현재 블록의 우측 상단에 위치한 픽셀 또는 상기 우측 블록 내의 예측된 픽셀을 이용하여 예측되고, 이를 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다. 현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)은 현재 블록의 상단 픽셀(C0,C1,C2,C3)과 우측 상단 픽셀(D0,D1)을 이용하여 예측될 수 있다. 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 1 픽셀 행(a4,a5,a6,a7)은 상기 현재 블록의 우측 상단 픽셀(D0,D1,D2,D3)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 1에 따라 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x,-1]+2*p[x+1,-1]+p[x+2,-1]+2)>>2 (if y=0, x<6)
pred4*4[x,y]=(p[x,-1]+3*p[x+1,-1]+2)>>2 (if y=0, x=6)
pred4*4[x,y]=p[7,-1] (if y=0, x=7)
상기 x,y는 상기 현재 블록 내 픽셀의 위치 및 상기 현재 블록의 우측 블록 내 픽셀의 위치를 나타내고, pred4*4[x,y]는 각 픽셀의 예측값을 나타내며, p[x,y]는 복원된 픽셀값을 나타낸다. 상기 x,y, pred4*4[x,y] 및 p[x,y]는 이하 수학식에서도 동일한 의미로 해석된다.
　현재 블록의 제 2 픽셀 행(b0,b1,b2,b3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)과 상기 우측 블록의 제 1 픽셀 행(a4,a5)을 이용하여 예측될 수 있다. 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 2 픽셀 행(b4,b5,b6,b7)은 앞서 예측된 상기 우측 블록의 제 1 픽셀 행(a4,a5,a6,a7)을 이용하여 예측될 수 있다. 마찬가지로, 현재 블록의 제 3 픽셀 행(c0,c1,c2,c3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 2 픽셀 행(b0~b3)과 상기 우측 블록의 제 2 픽셀 행(b4,b5)을 이용하여 예측될 수 있다. 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 3 픽셀 행(c4,c5)은 앞서 예측된 상기 우측 블록의 제 2 픽셀 행(b4,b5,b6,b7)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 2와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+2*pred4*4[x+1,y-1]+pred4*4[x+2,y-1]+2)>>2 (if y=1 or 2, x<6)
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+3*pred4*4[x+1,y-1]+2)>>2 (if y=1, x=6)
pred4*4[x,y]=p[7,-1] (if y=1, x=7)
현재 블록의 제 4 픽셀 행(d0,d1,d2,d3)도 동일한 방식으로 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 3 픽셀 행(c0,c1,c2,c3)과 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 3 픽셀 행(c4,c5)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 3과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+2*pred4*4[x+1,y-1]+pred4*4[x+2,y-1]+2)>>2 (if y=3, x<4)
도 6b의 경우, 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀은 상기 현재 블록의 우측 상단 픽셀을 그대로 이용하여 예측되고, 이를 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀(a4,a5,b4,b5,c4,c5)은 상기 현재 블록의 우측 상단 픽셀(D1,D2,D3)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 4와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=p[x+1,-1] (if y=0 or 1, x=4 or 5)
pred4*4[x,y]=p[7,-1] (if y=2, x=4 or 5)
현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)은 상기 현재 블록의 상단 픽셀(C0,C1,C2,C3) 및 우측 상단 픽셀(D0,D1)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 5와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x,-1]+2*p[x+1,-1]+p[x+2,-1]+2)>>2 (if y=0, x<4)
현재 블록의 제 2 픽셀 행(b0,b1,b2,b3), 제 3 픽셀 행(c0,c1,c2,c3), 또는 제 4 픽셀 행(d0,d1,d2,d3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)과 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀(a4,a5,b4,b5,c4,c5)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 6과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+2*pred4*4[x+1,y-1]+pred4*4[x+2,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x<4)
도 7a와 도 7b는 예측 모드가 7인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 7a와 도 7b를 참조하면, 현재 블록은 4*4화소이며, 예측 모드가 7인 경우 현재 블록은 인트라 예측을 수행하기 위하여 현재 블록의 상단에 인접한 픽셀과 우측 상단에 위치한 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수 있고, 상기 현재 블록 내의 예측된 픽셀뿐만 아니라, 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀도 참조 픽셀로 이용할 수 있다.
도 7a의 경우, 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀은 상기 현재 블록의 우측 상단에 위치한 픽셀 또는 상기 우측 블록 내의 예측된 픽셀을 이용하여 예측되고, 이를 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다. 먼저, 현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)은 현재 블록의 상단에 접해 있는 픽셀(C0,C1,C2,C3)과 우측 상단에 위치한 픽셀(D0)을 이용하여 예측될 수 있다. 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 1 픽셀 행(a4,a5,a6)은 상기 현재 블록의 우측 상단에 위치한 픽셀(D0,D1,D2,D3)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 7에 따라 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x,-1]+p[x+1,-1]+1)>>1 (if y=0, x<7)
　현재 블록의 제 2 픽셀 행(b0,b1,b2,b3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)과 상기 우측 블록의 제 1 픽셀 행(a4)을 이용하여 예측될 수 있다. 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 2 픽셀 행(b4,b5)은 앞서 예측된 상 기 우측 블록의 제 1 픽셀 행(a4,a5,a6)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 8과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+pred4*4[x+1,y-1]+1)>>1 (if y=1, x<6)
마찬가지로, 현재 블록의 제 3 픽셀 행(c0,c1,c2,c3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 2 픽셀 행(b0,b1,b2,b3)과 상기 우측 블록의 제 2 픽셀 행(b4)을 이용하여 예측될 수 있다. 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 3 픽셀 행(c4)은 앞서 예측된 상기 우측 블록의 제 2 픽셀 행(b4,b5)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 9와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+pred4*4[x+1,y-1]+1)>>1 (if y=2, x<5)
현재 블록의 제 4 픽셀 행(d0,d1,d2,d3)도 동일한 방식으로 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 3 픽셀 행(c0,c1,c2,c3)과 상기 현재 블록의 우측 블록의 제 3 픽셀 행(c4)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 10과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+pred4*4[x+1,y-1]+1)>>1 (if y=3, x<4)
도 7b의 경우, 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀은 상기 현재 블록의 우측 상단에 위치한 픽셀을 그대로 이용하여 예측되고, 이를 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀(a4,b4,c4)은 상기 현재 블록의 우측 상단에 위치한 픽셀(D0,D1,D2)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀(a4,b4,c4)에는 상기 현재 블록의 우측 상단 픽셀(D0,D1,D2)이 각각 할당될 수 있으며, 이는 다음 수학식 11과 같다.
pred4*4[x,y]=p[x+y,-1] (if y=0,1,or 2, x=4)
현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)은 상기 현재 블록의 상단에 접해 있는 픽셀(C0,C1,C2,C3) 및 우측 상단에 위치한 픽셀(D0)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 12와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x,-1]+p[x+1,-1]+1)>>1 (if y=0, x<4)
현재 블록의 제 2 픽셀 행(b0,b1,b2,b3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행(a0,a1,a2,a3)과 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀(a4)을 이용하여 예측될 수 있다. 마찬가지로, 현재 블록의 제 3 픽셀 행(c0,c1,c2,c3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 2 픽셀 행(b0,b1,b2,b3)과 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀(b4)을 이용하여 예측될 수 있다. 상기 현재 블록의 제 4 픽셀 행(d0,d1,d2,d3)은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 3 픽셀 행(c0,c1,c2,c3)과 상기 현재 블록의 우측 블록 내의 픽셀(c4)을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 13과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x,y-1]+pred4*4[x+1,y-1]+1)>>1 (if y=1,2,or 3, x<4)
도 8은 예측 모드가 4인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 현재 블록은 4*4화소이며, 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행에 속한 픽셀은 상기 현재 블록의 좌측 상단 및 상단에 인접한 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 한편, 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행에 속하는 픽셀로서, 상기 제 1 픽셀 행의 가장 좌측에 위치한 픽셀(a0)은 상기 현재 블록에 인접한 픽셀 즉, 현재 블록의 좌측, 상단, 및 좌측 상단에 인접한 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 픽셀이라 함은 상기 현재 블록의 좌측에 접해 있는 픽셀 중 최상단에 위치한 픽셀을 의미할 수 있고, 상기 현재 블록의 상단에 인접한 픽셀이라 함은 상기 현재 블록의 상단에 접해 있는 픽셀 중 가장 좌측에 위치한 픽셀을 의미할 수 있다. 이는 다음 수학식 14와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x-1,0]+2*p[x-1,-1]+p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x=0)
pred4*4[x,y]=(p[x-2,-1]+2*p[x-1,-1]+p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x<4)
현재 블록의 제 2 픽셀 행은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행과 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 특히 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 픽셀이라 함은 상기 현재 블록의 좌측에 접해 있는 픽셀 중 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행의 좌측에 접해 있는 픽셀을 의미할 수 있다. 즉, 현재 블록의 제 n 픽셀 행은 앞서 예측된 상기 현재 블록의 제 n-1 픽셀 행과 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행의 좌측에 접해 있는 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 이는 다음 수학식 15와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x-1,y]+2*p[x-1,y-1]+pred4*4[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=0)
pred4*4[x,y]=(p[x-2,y-1]+2*pred4*4[x-1,y-1]+pred4*4[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=1)
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x-2,y-1]+2*pred4*4[x-1,y-1]+pred4*4[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=2,or 3)
도 9는 예측 모드가 5인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 현재 블록은 4*4화소이며, 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행에 속한 픽셀은 상기 현재 블록의 상단, 좌측 상단에 인접한 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 상기 현재 블록의 제 1 픽셀 행에 속한 픽셀은 상기 픽셀의 상단 및 좌측 상단에 접해 있는 2개의 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 즉, 현재 블록의 제 n 픽셀 행에 속한 픽셀은 상기 픽셀의 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 나아가, 상기 픽셀의 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀 간의 평균값으로 예측될 수 있다. 이는 다음 수학식 16과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x-1,-1]+p[x,-1]+1)>>1 (if y=0, x<4)
pred4*4[x,y]=(p[x-1,y-1]+pred4*4[x,y-1]+1)>>1 (if y=1,2,or 3, x=0)
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x-1,y-1]+pred4*4[x,y-1]+1)>>1 (if y=1,2,or 3, x=1,2,or 3)
도 10은 예측 모드가 6인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
먼저, 현재 블록을 픽셀 행 단위로 인트라 예측하여 이를 참조 픽셀로 이용하는 경우를 살펴보기로 한다.(Prediction1) 현재 블록의 제 n픽셀 행에 속한 픽셀은 상기 현재 블록의 제 n 픽셀 행의 좌측, 좌측 상단, 상단에 인접한 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 n 픽셀 행의 좌측, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀 간의 평균값으로 예측될 수 있다. 또는 상기 제 n픽셀 행의 좌측, 좌측 상단, 상단에 접해 있는 픽셀 간의 평균값으로 예측될 수 있으며, 이 경우 상단에 접해 있는 픽셀은 상기 상단에 접해 있는 픽셀 중 가장 좌측에 위치한 픽셀일 수 있다. 상기 상단에 접해 있는 픽셀 간의 조합으로 예측될 수도 있으며, 이는 상기 제 n픽셀 행에 속한 픽셀의 위치에 따라 예측 방식이 결정될 수 있다. 예를 들어, 다음 수학식 17과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x-1,0]+p[x-1,-1]+1)>>1 (if y=0, x=0)
pred4*4[x,y]=(p[x-2,0]+2*p[x-2,-1]+p[x-1,-1]+2)>>2 (if y=0, x=1)
pred4*4[x,y]=(p[x-3,-1]+2*p[x-2,-1]+p[x-1,-1]+2)>>2 (if y=0, x<4)
pred4*4[x,y]=(p[x-1,y]+p[x-1,y-1]+1)>>1 (if y=1,2,or 3, x=0)
pred4*4[x,y]=(p[x-2,y]+2*p[x-2,y-1]+pred4*4[x-1,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=1)
pred4*4[x,y]=(p[x-3,y-1]+2*pred4*4[x-2,y-1]+pre4*4[x-1,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=2)
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x-3,y-1]+2*pred4*4[x-2,y-1]+pre4*4[x-1,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=3)
다음으로, 현재 블록을 픽셀 열 단위로 인트라 예측하여 이를 참조 픽셀로 이용하는 경우를 살펴보기로 한다.(Prediction2) 현재 블록의 픽셀 열은 상기 현재 블록의 픽셀 열의 좌측, 좌측 상단에 인접한 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 상기 현재 블록의 픽셀 열에 속한 픽셀은 상기 픽셀의 좌측, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 상기 픽셀의 좌측에 접해있는 픽셀과 상기 픽셀의 좌측 상단에 접해 있는 픽셀 간의 평균값으로 예측될 수 있다. 이는 다음 수학식 18과 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x-1,y]+p[x-1,y-1]+1)>>1 (if y=0,1,2,or 3, x=0)
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x-1,y]+pred4*4[x-1,y-1]+1)>>1 (if y=0,1,2, or 3, x=1,2,or 3)
도 11은 예측 모드가 8인 경우, 현재 블록의 픽셀 열 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
현재 블록의 픽셀 열은 상기 현재 블록의 픽셀 열의 좌측에 인접한 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 픽셀 열에 속한 픽셀은 상기 픽셀의 좌측, 좌측 하단에 접해 있는 픽셀을 이용하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 상기 픽셀의 좌측에 접해 있는 픽셀과 상기 픽셀의 좌측 하단에 접해 있는 픽셀 간의 평균값으로 예측될 수 있다. 다만, 현재 블록의 픽셀 열 중 최하단에 위치한 픽셀의 경우, 상기 픽셀의 좌측에 접해 있는 픽셀을 그대로 이용하여 예측될 수도 있다. 예를 들어, 이는 다음 수학식 19와 같이 예측될 수 있다.
pred4*4[x,y]=(p[x-1,y]+p[x-1,y+1]+1)>>1 (if y<3, x=0)
pred4*4[x,y]=p[x-1,y] (if y=3, x=0)
pred4*4[x,y]=(pred4*4[x-1,y]+pred4*4[x-1,y+1]+1)>>1 (if y<3, x=1,2,or 3)
pred4*4[x,y]=pred4*4[x-1,y] (if y=3, x=1,2,or 3)
앞서 설명한 인트라 예측 방법은 4*4 픽셀 블록을 기준으로 설명하였으나, 블록의 크기가 8*8 또는 16*16인 경우에도 동일한 방법으로 예측 모드에 따른 예측값을 생성할 수 있다.
앞서 설명한 제 1 예측 방법 또는 제 2 예측 방법에 따라 현재 블록의 픽셀을 예측하고, 상기 예측된 현재 블록의 픽셀에 접해 있는 픽셀을 이용하여 상기 예측된 현재 블록의 픽셀을 수정할 수도 있다.(이하, 제 3 예측 방법이라 한다.) 이 는 인트라 예측된 픽셀에 대하여 상기 인트라 예측된 픽셀에 인접한 픽셀을 참조 픽셀로 이용하여 다시 인트라 예측을 수행함으로써 예측의 오류를 줄일 수 있고, 이에 따라 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
도 12는 현재 블록의 예측된 픽셀에 대하여 상기 현재 블록의 예측된 픽셀에 접해있는 픽셀을 이용하여 상기 현재 블록의 예측된 픽셀을 수정하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 12를 참조하면, 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 매크로 블록 타입 정보, 레지듀얼 정보 등을 파싱할 수 있다(S1200). 상기 레지듀얼 정보는 도 5에서 설명한 바 있다. 상기 매크로 블록 타입 정보를 파싱한 결과, 상기 현재 블록의 매크로 블록 타입이 인트라 N*N인 경우, 상기 현재 블록의 예측 모드가 결정될 수 있다(S1210). 상기 예측 모드에 기초하여 앞서 설명한 제 1 예측 방법 또는 제 2 예측 방법에 따라 상기 현재 블록의 픽셀을 예측할 수 있다(S1220). 상기 예측된 현재 블록의 픽셀에 접해있는 픽셀 및 상기 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 픽셀을 수정할 수 있다(S1230). 상기 예측된 현재 블록의 픽셀에 접해 있는 픽셀에 대해서는 도 13 및 도 14에서 살펴보기로 한다.
도 13은 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하기 위해 이용되는 참조 픽셀을 도시한 것이다.
현재 블록의 예측된 픽셀은 상기 현재 블록의 예측된 픽셀에 접해 있는 픽셀을 참조 픽셀로 이용하여 상기 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도할 수 있다. 도 13을 참조하면, 현재 블록의 예측된 픽셀은 상기 현재 블록의 예측된 픽셀을 기준으 로 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수 있다(case 0). 현재 블록의 예측된 픽셀은 상기 현재 블록의 예측된 픽셀을 기준으로 우측, 상단, 우측 상단에 접해 있는 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수도 있다(case1). 또는, 현재 블록의 예측된 픽셀은 상기 현재 블록의 예측된 픽셀을 기준으로 좌측, 하단, 좌측 하단에 접해 있는 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수도 있다(case2).
한편, 상기 참조 픽셀로 이용되는 상기 현재 블록의 예측된 픽셀에 접해 있는 픽셀은 이미 복원된 픽셀일 수 있고, 제 1 예측 방법 또는 제 2 예측 방법에 의해 예측된 픽셀일 수도 있다. 이 경우, 이미 복원된 픽셀 또는 이미 제 1 예측 방법 또는 제 2 예측 방법에 의해 예측된 픽셀을 이용할 수 있으므로, 현재 블록 내의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 인트라 예측이 가능할 것이다. 다만, 예측의 오류를 향상시키기 위해 상기 제 3 예측 방법에 의해 수정된 픽셀도 참조 픽셀로 이용될 수는 있다.
상기 참조 픽셀은 코딩된 픽셀값 또는 예측된 픽셀값 그대로 이용될 수 있고, 또는 이미 코딩된 픽셀 및/또는 예측된 픽셀 간의 상관성을 반영하여 이용될 수 있으며, 또는 코딩된 픽셀 값으로부터 내삽(interpolation) 또는 외삽(extrapolation)된 픽셀 값으로 이용될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
다만, 현재 블록의 예측된 픽셀을 수정하기 위해 상기 case0 내지 case2 중 어느 case가 이용되는지는 현재 블록의 예측 모드를 고려하여 결정될 수 있다. 이는 도 14를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 14는 현재 블록의 예측 모드에 따라 이용되는 참조 픽셀의 위치를 도시한 것이다.
현재 블록의 예측된 픽셀을 수정하기 위해 상기 현재 블록의 예측 모드에 따른 방향성을 고려할 수 있다. 도 14를 참조하면, 현재 블록의 예측 모드가 3 또는 7인 경우, 상기 현재 블록의 예측된 픽셀의 우측, 상단, 우측 상단에 접해 있는 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수도 있다(case1). 현재 블록의 예측 모드가 4, 5, 또는 6인 경우, 상기 현재 블록의 예측된 픽셀의 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해있는 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수 있다(case 0). 현재 블록의 예측 모드가 8인 경우, 상기 현재 블록의 예측된 픽셀의 좌측, 하단, 좌측 하단에 접해 있는 픽셀을 참조 픽셀로 이용할 수 있다(case2).
상기 현재 블록의 수정된 픽셀과 상기 레지듀얼 정보를 이용하여 상기 현재 블록을 복원할 수 있다(S1240). 상기 레지듀얼 정보라 함은 상기 현재 블록의 원래 픽셀과 상기 현재 블록의 수정된 픽셀 간의 픽셀값 차이를 의미할 수 있다.
그러나, 상기 현재 블록의 매크로 블록 타입이 인터 N*N인 경우, 매크로 블록 레이어에서 상기 현재 블록에 대한 모션 정보 및 참조 픽쳐 번호를 획득할 수 있다(S1250). 상기 모션 정보 및 참조 픽쳐 번호를 이용하여 상기 현재 블록의 픽셀값을 예측할 수 있다(S1260). 상기 예측된 현재 블록의 픽셀값과 비트스트림으로부터 파싱된 레지듀얼 정보를 이용하여 상기 현재 블록을 복원할 수 있다(S1270). 이하, 본 발명이 적용되는 실시예로서, 현재 블록의 크기가 4*4인 경우, 현재 블록의 예측 모드별로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 살펴보기로 한다.
도 15는 예측 모드가 3인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수 정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 15를 참조하면, 예측 모드가 3이므로, 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하기 위해 이용되는 참조 픽셀은 현재 블록의 예측된 픽셀의 우측, 상단, 우측 상단에 접해 있는 픽셀일 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 수정된 픽셀은 다음 수학식 20과 같이 유도될 수 있다.
pred[x,y]=(p[x,-1]+2*p[x+1,-1]+pred0[x+1,0]+2)>>2 (if y=0, x<4)
pred[x,y]=(pred0[x,y-1]+2*pred0[x+1,y-1]+pred0[x+1,y]+2)>>2 (if y=1,2, or 3, x<4)
상기 x,y는 상기 현재 블록 내 픽셀의 위치 및 상기 현재 블록의 우측 블록 내 픽셀의 위치를 나타내고, pred0[x,y]는 제 1 예측 방법 또는 제 2 예측 방법에 의한 각 픽셀의 예측값을 나타낸다. p[x,y]는 복원된 픽셀값을 나타내며, 상기 pred[x,y]는 현재 블록의 수정된 픽셀을 나타낸다. 이하 수학식에서도 동일한 의미로 해석할 수 있다.
도 16은 예측 모드가 7인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 16을 참조하면, 예측 모드가 7이므로, 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하기 위해 이용되는 참조 픽셀은 현재 블록의 예측된 픽셀의 우측, 상단, 우측 상단에 접해 있는 픽셀일 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 수정된 픽셀은 다음 수학식 21과 같이 유도될 수 있다.
pred[x,y]=(2*p[x,-1]+p[x+1,-1]+pred0[x+1,0]+2)>>2 (if y=0, x<4)
pred[x,y]=(2*pred0[x,y-1]+pred0[x+1,y-1]+pred0[x+1,y]+2)>>2 (if y=1,2, or 3, x<4)
도 17은 예측 모드가 4인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 17을 참조하면, 예측 모드가 4이므로, 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하기 위해 이용되는 참조 픽셀은 현재 블록의 예측된 픽셀의 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀일 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 수정된 픽셀은 다음 수학식 22와 같이 유도될 수 있다.
pred[x,y]=(p[x-1,0]+2*p[x-1,-1]+p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x=0)
pred[x,y]=(pred0[x-1,0]+2*p[x-1,-1]+p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x<4)
pred[x,y]=(p[x-1,y]+2*p[x-1,y-1]+pred0[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=0)
pred[x,y]=(pred0[x-1,y]+2*pred0[x-1,y-1]+pred0[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=1,2,or 3)
도 18은 예측 모드가 5인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 18을 참조하면, 예측 모드가 5이므로, 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하 기 위해 이용되는 참조 픽셀은 현재 블록의 예측된 픽셀의 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀일 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 수정된 픽셀은 다음 수학식 23과 같이 유도될 수 있다.
pred[x,y]=(p[x-1,0]+p[x-1,-1]+2*p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x=0)
pred[x,y]=(pred0[x-1,0]+p[x-1,-1]+2*p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x<4)
pred[x,y]=(p[x-1,y]+p[x-1,y-1]+2*pred0[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=0)
pred[x,y]=(pred0[x-1,y]+pred0[x-1,y-1]+2*pred0[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=1,2,or 3)
도 19는 예측 모드가 6인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 19를 참조하면, 예측 모드가 6이므로, 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하기 위해 이용되는 참조 픽셀은 현재 블록의 예측된 픽셀의 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀일 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 수정된 픽셀은 다음 수학식 24와 같이 유도될 수 있다.
pred[x,y]=(2*p[x-1,0]+p[x-1,-1]+p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x=0)
pred[x,y]=(2*pred0[x-1,0]+p[x-1,-1]+p[x,-1]+2)>>2 (if y=0, x<4)
pred[x,y]=(2*p[x-1,y]+p[x-1,y-1]+pred0[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=0)
pred[x,y]=(2*pred0[x-1,y]+pred0[x-1,y-1]+pred0[x,y-1]+2)>>2 (if y=1,2,or 3, x=1,2,or 3)
도 20은 예측 모드가 8인 경우, 현재 블록의 픽셀 열 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 20을 참조하면, 예측 모드가 8이므로, 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하기 위해 이용되는 참조 픽셀은 현재 블록의 예측된 픽셀의 좌측, 하단, 좌측 하단에 접해 있는 픽셀일 수 있다. 다만, 상기 참조 픽셀 중 아직 복원되지 아니하거나, 예측되지 아니하여 이용할 수 없는 참조 픽셀이 포함되어 있는 경우에는 이를 제외한 나머지 참조 픽셀만을 참조 픽셀로 이용할 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 수정된 픽셀은 다음 수학식 25와 같이 유도될 수 있다.
pred[x,y]=(pred0[x,y+1]+p[x-1,y+1]+2*p[x-1,y]+2)>>2 (if y<3, x=0)
pred[x,y]=p[x-1,y] (if y=3, x=0)
pred[x,y]=pred0[x-1,y] (if y=3, x=1,2,or 3)
pred[x,y]=(pred0[x,y+1]+pred0[x-1,y+1]+2*pred0[x-1,y]+2)>>2 (if y=0,1,or 2, x=1,2,or 3)
앞서 설명한 인트라 예측 방법은 4*4 픽셀 블록을 기준을 설명하였으나, 블록의 크기가 8*8 픽셀 또는 16*16 픽셀인 경우에도 동일한 방법으로 예측 모드에 따른 예측값을 생성할 수 있다. 또한, 8*8 픽셀 블록 또는 16*16 픽셀 블록에 대해 서는 현재 블록의 인접한 픽셀들로서 인트라 예측에 이용되는 참조 픽셀은 필터링을 거치는 것도 가능하다. 즉, 상기 필터링의 유무에 의해서 달라지는 것은 상기 참조 픽셀에 대한 필터링의 유무일 뿐, 본 특허에 의한 인트라 예측 방법에는 변화가 없다. 한편, 현재 블록의 예측 모드별로 현재 블록의 픽셀에 대하여 제 3 예측 방법을 수행할 지를 선택적으로 적용할 수도 있다.
본 발명은 인트라 예측 방법을 이용하여 비디오 신호를 효율적으로 처리하는 데 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 비디오 신호 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측을 설명하기 위한 블록의 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측을 설명하기 위한 예측 모드를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 픽셀간 상관성을 이용하여 예측값을 획득하는 인트라 예측부(300)의 내부 블록도를 나타낸다.
도 5는 현재 블록내의 인트라 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하여 상기 현재 블록의 픽셀값을 예측하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 6a와 도 6b는 예측 모드가 3인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 7a와 도 7b는 예측 모드가 7인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 8은 예측 모드가 4인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 9는 예측 모드가 5인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 10은 예측 모드가 6인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 11은 예측 모드가 8인 경우, 현재 블록의 픽셀 열 단위로 예측된 픽셀을 참조 픽셀로 이용하는 방법을 도시한 것이다.
도 12는 현재 블록의 예측된 픽셀에 대하여 상기 현재 블록의 예측된 픽셀에 접해있는 픽셀을 이용하여 상기 현재 블록의 예측된 픽셀을 수정하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 13은 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하기 위해 이용되는 참조 픽셀을 도시한 것이다.
도 14는 현재 블록의 예측 모드에 따라 이용되는 참조 픽셀의 위치를 도시한 것이다.
도 15는 예측 모드가 3인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 16은 예측 모드가 7인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 17은 예측 모드가 4인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 18은 예측 모드가 5인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 19는 예측 모드가 6인 경우, 현재 블록의 픽셀 행 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 20은 예측 모드가 8인 경우, 현재 블록의 픽셀 열 단위로 현재 블록의 수정된 픽셀을 유도하는 방법을 도시한 것이다.

Claims (16)

  1. 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 매크로 블록 타입 정보와 레지듀얼 정보를 파싱하는 단계;
    상기 매크로 블록 타입 정보를 매크로 블록 레이어에서 획득하는 단계;
    상기 매크로 블록 타입 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 픽셀값을 상기 현재 블록내의 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 예측하는 단계;
    상기 매크로 블록 타입 정보에 기초하여 상기 예측된 픽셀 행 또는 픽셀 열에 속한 픽셀값을 수정하는 단계; 및
    상기 수정된 현재 블록의 픽셀값과 상기 레지듀얼 정보를 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 레지듀얼 정보라 함은 상기 현재 블록의 원래 픽셀값과 상기 현재 블록의 수정된 픽셀값 간의 차이값인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 매크로 블록 타입 정보는 코딩 모드 식별 정보 및 상기 현재 블록의 예측 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록내의 픽셀 행이라 함은 상기 현재 블록내에 서 동일한 수평선 상에 위치한 픽셀들의 집합이며, 상기 현재 블록내의 픽셀 열이라 함은 상기 현재 블록내에서 동일한 수직선 상에 위치한 픽셀들의 집합인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록의 픽셀값을 예측하는 단계는 상기 매크로 블록 타입 정보의 코딩 모드 식별 정보에 따라 상기 현재 블록이 인트라 모드로 예측되는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록내의 픽셀 행 또는 픽셀 열에 속한 픽셀들은 동시에 예측되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록의 픽셀값을 예측하는 단계는 상기 매크로 블록 타입 정보에 따른 상기 현재 블록의 예측 모드 및 상기 현재 블록내의 픽셀 행 또는 픽셀 열에 인접한 픽셀을 이용하여 예측하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 현재 블록내의 픽셀 행 또는 픽셀 열에 인접한 픽셀은 상기 픽셀 행 또는 픽셀 열의 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해있는 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 현재 블록 내의 픽셀 행이 상기 현재 블록 내에서 가장 상단에 위치한 픽셀 행인 경우, 상기 픽셀 행의 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀은 복원된 픽셀이며, 상기 현재 블록 내의 픽셀 행이 상기 현재 블록 내에서 가장 상단에 위치한 픽셀 행이 아닌 경우, 상기 픽셀 행의 상단에 접해 있는 픽셀은 예측된 픽셀인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 현재 블록 내의 픽셀 열이 상기 현재 블록 내에서 가장 좌측에 위치한 픽셀 열인 경우, 상기 픽셀 열의 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀은 복원된 픽셀이며, 상기 현재 블록 내의 픽셀 열이 상기 현재 블록 내에서 가장 좌측에 위치한 픽셀 열이 아닌 경우, 상기 픽셀 열의 좌측에 접해 있는 픽셀은 예측된 픽셀인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 픽셀 행 또는 픽셀 열에 속한 픽셀들은 동시에 수정되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 현재 블록의 픽셀값을 수정하는 단계는 상기 매크로 블록 타입 정보에 따른 상기 현재 블록의 예측 모드 및 참조 픽셀을 이용하여 수정하되,
    상기 참조 픽셀이라 함은 상기 픽셀 행 또는 픽셀 열 내의 픽셀에 인접한 픽셀인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 참조 픽셀은 상기 현재 블록의 예측 모드에 따른 방향성을 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 모드에 따라 예측 방향이 상기 현재 블록의 우측 하단인 경우, 상기 참조 픽셀은 상기 픽셀 행 또는 픽셀 열 내의 픽셀을 기준으로 좌측, 상단, 좌측 상단에 접해 있는 픽셀인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 모드에 따라 예측 방향이 상기 현재 블록의 좌측 하단인 경우, 상기 참조 픽셀은 상기 픽셀 행 또는 픽셀 열 내의 픽셀을 기준으로 우측, 상단, 우측 상단에 접해 있는 픽셀인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 모드에 따라 예측 방향이 상기 현재 블록의 우측 상단인 경우, 상기 참조 픽셀은 상기 픽셀 행 또는 픽셀 열 내의 픽셀을 기준으로 좌측, 하단, 좌측 하단에 접해 있는 픽셀인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
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